Die Arbeit wurde von Award Nummer P30DK056336 von der nationalen Institut von Diabetes und und Nierenerkrankungen des Verdauungssystems durch einen pilot Zuschuss aus der Ernährung und Adipositas Research Center an der University of Alabama at Birmingham NCR unterstützt.

Die Anforderung besteht aus einem Drosophila Aktivitäts-Anzeige (Quellenangaben, siehe Tabelle of Materials) montiert auf einem rotierenden Arm, der von einer Motoreinheit (Abbildung 1) gesteuert wird. Die Aktivitäts-Anzeige bestimmt, wie oft in einer bestimmten Zeitspanne, die das Array von Laserstrahlen sezieren der Mitte des Rohres Assay unterbrochen wird. Detaillierte Zeichnungen und eine detaillierte Charakterisierung finden Sie unter unseren vorherigen Veröffentlichung9. Während unser System das LAM25H Gerät verwendet, kann die Anforderung angepasst werden sowie anderen Drosophila Aktivitäts-Anzeige-Einheiten.
1. Testen das Setup der REQS
<ol><li>Auslastungstests fliegt in Glasröhren Probe durch Betäuben der Tiere mit CO2 oder andere gewählte Verfahren für Handhabung, verschieben sie in das leere Rohre und verschließen der Rohre.</li>
	<li>Angeschnittene Ärmel Glasröhren Probe in die Schlitze des Referats Activity Monitor einfügen. Sichern Sie die Rohre Gummi O-Ringe (17-18 Gauge) und/oder Gummibänder auf beiden Seiten des Gerätes, um die Rohre zu gewährleisten bewegen sich nicht während der Rotation:<ol>
<li>Schieben Sie einen o-Ring über der Probe-Tube und positionieren Sie den o-Ring in der Nähe der Mitte des Rohres. Die Probe Schlauch durch einen Schlitz in der Aktivitätsanzeige von vorne und zentrieren Sie ihn.</li>
		<li>Den o-Ring zu bewegen, je nach Bedarf und sorgen dafür, dass sobald die Probe Rohr zentriert ist, so nah an den Monitoreinheit möglichst der o-Ring geschoben wird. Fixieren der Probe Tube durch Ausrutschen einen zweiten o-Ring über die Glasröhre von hinten, den o-Ring so nah an den Monitoreinheit möglichst wieder in Bewegung.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Drehrichtung der REQS durch Umklappen der Power-Schalter auf der Vorderseite des Geräts zu initiieren. Passen Sie die Drehzahl mit dem Regler auf der Vorderseite des Gerätes auf die gewünschte Geschwindigkeit (4 u/min (Umdrehungen pro Minute) in diesem Beispiel). Hinweis: In diesem Beispiel die Drehzahl wurde gewählt, um eine zuvor veröffentlichten Studie7entsprechen. Da unterschiedliche Drehzahlen in verschiedenen tierischen Aktivität, führt bei der Initiierung einer neuen Studie, kann die Optimierung der Drehzahl für die spezifischen Versuchsanordnung (Genotyp, Länge der Übung Kampf usw.) erforderlich sein. Hinweis: Es ist darauf zu achten, dass die Rohre richtig positioniert sind, so dass sie nicht entlang der Unterseite des Referats REQS während der Rotation ziehen.</li>
	<li>Testen Sie die Verbindung auf das Datenerfassungssystem durch Öffnen der DAMSystem308-Software und sicherzustellen, dass die Verbindung Licht grün für mehrere Umdrehungen bleibt mit Drosophila Aktivitäts-Anzeige-Einheit ausgestattet. Die Software startet Aufzeichnung von Daten in eine Textdatei "MonitorX" (X ist die Nummer der Einheit, wenn mehrere Monitore verwendet werden) sofort nach Einleitung. Aufnahmefrequenz kann im Register "Einstellungen" eingestellt werden; Wir halten in der Regel in 5 min Abständen.</li>
	<li>Untersuchen Sie die Textdatei erzeugt durch die DAMSystem308 Software zu gewährleisten, dass die Datenverbindung ordnungsgemäß funktioniert. Probleme mit der Verbindung führen, Ausschnitte, Zeitpunkte, wo 0 Aktivität, für alle Positionen in der Anforderung aufgezeichnet wird (siehe Vertreter Ergebnisse und Tabelle 2). Treten Ausschnitte passen Sie Datenverbindungen zu den rotierenden Telefonbuchse an, wie diese Verbindung während der Rotation, lose oder verdreht werden kann. Wir finden, dass die Stabilisierung der Verbindung mit Klebeband hilft, um dieses Problem zu vermeiden.</li>
</ol>2. Vorbereitung der Tiere
Hinweis: Alle Tiere wurden angehoben und unter Standardbedingungen im Inkubator (25 ° C, Luftfeuchtigkeit von 60-70 %, 12 h Hell/Dunkel-Zyklus) auf Melasse/Maismehl Medien10getestet.
<ol><li>Richten Sie zwei Wochen vor dem geplanten Experiment Fläschchen mit kontrollierten Viehdichte ein, die experimentelle fliegen zu sammeln; in der Regel richten wir Fläschchen mit 7 Männer und 10 Frauen. Mit einem gesunden bestand aus einem einzigen Fläschchen können ca. 15 Jungfrau Männer und 15 Frauen über eine 4-Tage-Zeitraum gesammelt werden. Passen Sie die Anzahl der Fläschchen eingerichtet, basierend auf der Anzahl von Tieren, die für den Test benötigt; ein typischer Test in unserem Labor enthält 10 10 Jungfrau Männchen und Weibchen pro Genotyp (100 Männer und 100 Frauen). Hinweis: Nicht-Jungfrau fliegen können abhängig von der spezifischen experimentellen Frage verwendet werden. Wenn längerfristige Experimente mit nicht-Jungfrau Tieren durch, können Kriechende Larven mit genauen Aktivitätsüberwachung stören.</li>
	<li>Entfernen Sie die Eltern fliegen eine Woche nach dem Einrichten der Fläschchen.</li>
	<li>Ab 10. Tag nach der Einrichtung der Vials, Native fliegen aus dem Fläschchen zu sammeln und nach Geschlecht getrennt aufbewahren.</li>
	<li>Sammeln Sie genügend Tiere für das Experiment und das Alter als, 3 Tage in diesem Beispiel erforderlich. Hinweis: Wir betäuben in der Regel die Tiere mit CO2 für das Handling. CO2 ist bekanntermaßen tierische Aktivität für längere Zeit nach der Behandlung auswirken (z. B. siehe Bartholomew Et Al. 201511). Beeinträchtigt die CO2 -Effekt mit geplanten nachgeschalteten Tests oder Analysen, verwenden Sie eine andere Anästhesie-Methode z. B. Eis Anesthetization.</li>
</ol>3. Datenerhebung mit der REQS
<ol><li>Betäuben Sie die Tiere für die Übung Quantifizierung Studie mit CO2 oder eine andere Methode der Anästhesie verwendet werden. In Gruppen unterteilen Sie, je nach Bedarf und laden Sie die Gruppen von Tieren in die leere Glasröhrchen die Aktivitäts-Anzeige; in diesem Beispiel werden 10 Tiere gleichen Alters pro Glasrohr mit 10 Wiederholungen für jede Tierart (Sex/Genotyp) geladen. Unbedingt beachten, welche Tierart in jedem Röhrchen geladen wird. Hinweis: Für längere Experimente kann Lebensmittel in den Probe-Rohren aufgenommen werden. In diesem Fall ist es wichtig, dass das Essen sicher ist und nicht werden, während der Rotation verdrängt wird.</li>
	<li>Laden Sie die Glasröhren Assay in REQS Gerät und sichern Sie sie mit der O-Gummiringe. Arbeiten mit mehreren Sex/Genotyp wird mit einem randomisierten Block-Design oder Randomisierung der Position der Tiere in der Anforderung jede mögliche Positionseffekte beseitigen. Randomisierung kann durch Zuweisung jedes Fläschchen eine Zufallszahl, z. B. von einer Web-basierten Zufallszahlen-Generator (z. B. https://www.randomizer.org/) oder in einer Tabellenkalkulation, und bestellen dann die Fläschchen basierend auf die Zufallszahl erreicht werden.</li>
	<li>Legen Sie die Anforderung in den Brutkasten Sicherstellung konstanter Temperatur, Feuchtigkeit und Licht Bedingungen. Stellen Sie sicher, dass die Daten-und Netzkabel richtig angeschlossen sind.</li>
	<li>Lassen Sie die Tiere aus der Narkose zu erholen und an die neue Umgebung für 1 h zu akklimatisieren.</li>
	<li>Beginnen Sie das Experiment durch die Einleitung der Rotation der Anforderung mit der gewünschten Geschwindigkeit. Hinweis: Eine weitere Möglichkeit ist, zunächst Basisdaten Aktivität von den Tieren vor der Einleitung der Rotation, gefolgt von Aufnahme Bewegungsstufen in Reaktion auf die rotierende Stimulation sammeln.</li>
	<li>Initiieren Sie Datenerhebung durch Öffnen der DAMsystem308-Software (einfaches Öffnen der Software initiiert Datenerhebung). Daten werden in einer Text-Datei im eingestellten Intervall (hier: 5 min); geschrieben. Ändern Sie ggf. Intervalleinstellungen im Reiter "Einstellungen" (siehe Punkt 1.4).</li>
	<li>Um sicherzustellen, dass die Daten erfolgreich auf den Computer übertragen werden, öffnen Sie die Textdatei, die von der DAMsystem308-Software generiert, nachdem ein oder zwei Zeitintervalle sind vergangen, und bestätigen Sie, dass Daten in die Datei geschrieben werden. Schließen Sie und öffnen Sie diese Datei, um Daten aus keine zusätzliche Zeitpunkte zu sehen. Sammeln Sie Daten für den gewünschten Zeitraum; in diesem Beispiel 2 h. Hinweis: Öffnen Sie nicht den Inkubator zur Zeit der Assay wie die Tiere sehr empfindlich auf Störungen reagieren und werden wahrscheinlich mit einer erhöhten Aktivität reagieren.</li>
	<li>Am Ende der Übung Test beenden Sie Datensammlung durch die Schließung der DAMsystem308-Software, dann schalten Sie die REQS. Herausnehmen Sie die Tiere aus der Glasröhren Assay und reinigen Sie der Rohre. Die Tiere können wieder in Essen Fläschchen verschoben werden, wenn wiederholt Maßnahmen in den verschiedenen Altersstufen erforderlich sind. Hinweis: Wenn Todesfälle während der Übung Regime auftreten, sollte es aufgezeichnet werden, wie das Vorhandensein von Toten fliegen Aktivität zählt auswirken kann. Nach unserer Erfahrung mit der DGRP2 Fliegenschnüre12,13trainieren Sie im 4 u/min für 2 h nicht in alle Todesfälle führen, aber schwächere Stämme vielleicht anders reagieren.</li>
</ol>(4) Datenanalyse
<ol><li>Öffnen Sie die txt-Datei mit der Bezeichnung "Monitor1" produziert von der DAMSystem308-Software.</li>
	<li>Überprüfen Sie die Datendatei für alle Probleme, die möglicherweise während der Datenerfassung (verpasste Zeitpunkte, etc.; aufgetreten sind ( Tabelle 1). Falls erforderlich, zu zensieren die Datei von Datenpunkte am Anfang und Ende der Aufnahme entfernen.</li>
	<li>Mit Hilfe der statistischen Software Ihrer Wahl (z.B. R), die erfassten Daten analysieren. Statistiken Sie deskriptive und Varianzanalyse (ANOVA) Effekte wie Geschlecht und Genotyp, untersuchen durchzuführen Sie, wenn die Daten normalverteilt sind. Wenn die Daten nicht normalverteilt sind, verwenden Sie nicht-parametrischen Methoden wie Kruskal-Wallis-Tests, um Gruppen zu vergleichen. Die erforderlichen spezifischen Analysen werden auf die spezifische Fragestellung und das experimentelle Design abhängen.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Rieder, L. E., Larschan, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wisdom+from+the+fly.">Wisdom from the fly.</a> Trends Genet. 30 (11), 479-481 (2014).</li><li>Ugur, B., Chen, K., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+tools+and+assays+for+the+study+of+human+diseases.">Drosophila tools and assays for the study of human diseases.</a> Dis Model Mech. 9 (3), 235-244 (2016).</li><li>Hales, K. G., Korey, C. A., Larracuente, A. M., Roberts, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+on+the+fly:+A+primer+on+the+Drosophila+Model+System.">Genetics on the fly: A primer on the Drosophila Model System.</a> Genetics. 201 (3), 815-842 (2015).</li><li>Piazza, N., Gosangi, B., Devilla, S., Arking, R., Wessells, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-training+in+young+Drosophila+melanogaster+reduces+age-related+decline+in+mobility+and+cardiac+performance.">Exercise-training in young Drosophila melanogaster reduces age-related decline in mobility and cardiac performance.</a> PLoS One. 4 (6), e5886 (2009).</li><li>Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+iterative+negative+geotaxis+(RING):+a+new+method+for+assessing+age-related+locomotor+decline+in+Drosophila.">Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila.</a> Exp Gerontol. 40 (5), 386-395 (2005).</li><li>Tinkerhess, M. J., Ginzberg, S., Piazza, N., Wessells, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endurance+training+protocol+and+longitudinal+performance+assays+for+Drosophila+melanogaster.">Endurance training protocol and longitudinal performance assays for Drosophila melanogaster.</a> J Vis Exp. (61), (2012).</li><li>Mendez, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+TreadWheel:+A+novel+apparatus+to+measure+genetic+variation+in+response+to+gently+induced+exercise+for+Drosophila.">The TreadWheel: A novel apparatus to measure genetic variation in response to gently induced exercise for Drosophila.</a> PLoS One. 11 (10), e0164706 (2016).</li><li>Katzenberger, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Drosophila+model+of+closed+head+traumatic+brain+injury.">A Drosophila model of closed head traumatic brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (44), E4152-E4159 (2013).</li><li>Watanabe, L. P., Riddle, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+Rotating+Exercise+Quantification+System+(REQS),+a+novel+Drosophila+exercise+quantification+apparatus.">Characterization of the Rotating Exercise Quantification System (REQS), a novel Drosophila exercise quantification apparatus.</a> PLoS One. 12 (10), e0185090 (2017).</li><li>Reed, L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genotype-by-diet+interactions+drive+metabolic+phenotype+variation+in+Drosophila+melanogaster.">Genotype-by-diet interactions drive metabolic phenotype variation in Drosophila melanogaster.</a> Genetics. 185 (3), 1009-1019 (2010).</li><li>Bartholomew, N. R., Burdett, J. M., VandenBrooks, J. M., Quinlan, M. C., Call, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+climbing+and+flight+behaviour+in+Drosophila+melanogaster+following+carbon+dioxide+anaesthesia.">Impaired climbing and flight behaviour in Drosophila melanogaster following carbon dioxide anaesthesia.</a> Sci Rep. 5, 15298 (2015).</li><li>Huang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+variation+in+genome+architecture+among+205+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel+lines.">Natural variation in genome architecture among 205 Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel lines.</a> Genome Res. 24 (7), 1193-1208 (2014).</li><li>Mackay, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel.">The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel.</a> Nature. 482 (7384), 173-178 (2012).</li><li>Berlandi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swing+Boat:+Inducing+and+recording+locomotor+activity+in+a+Drosophila+melanogaster+model+of+Alzheimer's+disease.">Swing Boat: Inducing and recording locomotor activity in a Drosophila melanogaster model of Alzheimer's disease.</a> Front Behav Neurosci. 11, 159 (2017).</li><li>Faville, R., Kottler, B., Goodhill, G. J., Shaw, P. J., van Swinderen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+deeply+does+your+mutant+sleep?+Probing+arousal+to+better+understand+sleep+defects+in+Drosophila.">How deeply does your mutant sleep? Probing arousal to better understand sleep defects in Drosophila.</a> Sci Rep. 5, 8454 (2015).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Wie die repräsentativen Ergebnisse zeigen, ist die Anforderung in der Lage, präzise Messung der Aktivität der Ausübung Drosophila. Die Anforderung ist flexibel und erlaubt es den Forschern, eine Vielzahl von Fragestellungen im Zusammenhang mit Übung Biologie oder Übung Interventionen anzugehen. Es gibt zwei wichtige Schritte im Protokoll zum markieren. Erstens ist es wesentlich für den Versuchsaufbau des REQS um sicherzustellen, dass die Datenübertragung von der Anforderung an die DAMSystem308 ordnungsgemäß fun...

Neuerdings haben Forscher der Fruchtfliege Drosophila Melanogaster verwenden, um Übung Biologie zu studieren. D. Melanogaster wurde eine genetische Modellsystem für über 100 Jahre1,2. Drosophila-Forschung hat jedoch nicht nur Genetik, sondern auch eine Vielzahl von anderen Disziplinen wie Verhaltensbiologie, Neurobiologie und Physiologie3Beitrag geleistet. Im Jahr 2009, der Power Tower war das erste Trainingsgerät für Drosophila beschrieben4. Der Power Tower nutzt die Tiere negative Geotaxis Antwort. Wenn Sie gestört, Drosophila neigen dazu, an der Spitze von ihrem Gehege zu bewegen. Diese Antwort ist gut etabliert und ist die Grundlage für die beliebte "RING" (schnelle Iterative Negative Geotaxis5) Assay, der verwendet wird, um Steigfähigkeit und/oder körperliche Fitness in Drosophila zu schätzen. Der Power Tower verwendet einen mechanischen Arm mit einer Motoreinheit, immer wieder eine Reihe von Tiere in ihren Gehegen zu heben durch mehrere Zoll und zurück auf den Boden ablegen, die negative Geotaxis Reaktion (Tinkerhess Et Al. 20126 induzieren Geben Sie eine Video zur Veranschaulichung der Verwendung von der Power Tower). Längere Behandlung auf den Power-Tower damit erhöht sich die Menge der körperlichen Aktivität (laufen oder fliegen) führen Sie die Tiere im Vergleich zu unbehandelten Kontrolltieren und über Zeit führt zu einer verbesserten Performance in den RING-Assay für körperliche Fitness4. So zeigte diese Arbeit die Machbarkeit der Verwendung von Drosophila als Modell für die Übung Biologie.
Erweitern das Repertoire des Tools für Drosophila Übung Forschung im Jahr 2016, beschrieben Mendez und Kollegen ein zweites Drosophila Trainingsgerät, Treadwheel7. Ähnlich wie bei der Power Tower, nutzt die Treadwheel negative Geotaxis Antwort von Drosophila. Jedoch wird diese Reaktion durch kontinuierliche Rotation des die Tiergehege, anstatt durch Anheben und fallen lassen wie in der Power Tower induziert. Diese induktionsmethode ist sanfter und ermöglicht eine mehr Ausdauer orientierte Übung Regime, die physischen Trauma vermeidet, die während des Trainings in der Power Tower auftreten können (siehe Katzenberger, R. J. Et Al. 20138 für die Auswirkungen der wiederholte körperliche Trauma auf Drosophila Gesundheit). Ähnlich wie bei der Power Tower4, Übung Umgang mit Tieren auf der Treadwheel führt zu einer Vielzahl von physiologischen Reaktionen, einschließlich Änderungen der körperlichen Fitness, Triglyzeride und Körper Gewicht7. Damit stehen zwei komplementäre Methoden für Drosophila Biologen studieren Übung.
Eine Einschränkung der Power Tower und die Treadwheel ist die Unfähigkeit zur Messung der Aktivität durch die Übung Behandlung induziert. Analyse der Video-Aufnahmen aus dem Treadwheel gezeigt, dass gab es erhebliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Drosophila Stämme in auf die Übung Behandlung7 Reaktion. Konkret untersucht die Stämme unterschieden sich in wieviel zusätzliche Aktivität der Tiere wenn durchgeführt7angeregt. Diese Beobachtung veranlasste uns, eine dritte Übungssystem, die rotierende Bewegung Quantifizierung System (REQS), zu entwickeln, die uns tierische Aktivität während der Drehung-induzierte Übung9messen können. Die REQS nutzt eine handelsübliche Activity monitoring-Einheit, die auf einem rotierenden Arm Übung durch Rotation in die Treadwheel stimulieren installiert ist. Erste Arbeit mit der Anforderung bestätigt, dass genetisch verschiedenen Drosophila Stämmen — und Geschlechter - können deutlich unterschiedliche Reaktionen auf die rotierende Stimulation und die Menge der Übung induzierten entspricht somit nicht unter verschiedenen Genotypen9 . Dadurch ermöglicht die REQS jetzt Drosophila Biologen, Messen Sie die Menge der Übung induziert durch die Behandlung eröffnen vielfältige neue Forschungsansätze im Feld Bewegung.
Hier beschreiben wir im Detail die Anforderung für die Quantifizierung der rotatorischen Bewegung verwenden. Die REQS rotatorische Bewegung induziert und misst gleichzeitig die Aktivität der Tiere behandelt werden. Die Anforderung ist in der Lage, eine Vielzahl von Trainingsprogrammen, reichen vom einfachen 2 h kontinuierliche Übung Regime demonstriert hier zu komplexeren Intervall Trainingsmethoden wie beschrieben von Mendez und Kollegen7und Stimulation ist einstellbar über Drehzahl (zwischen ca. 1-13 Umdrehungen pro Minute). Je nach Aktivität Monitor verwendet, um die Anforderung zu produzieren ist diese Methode für die Analyse der einzelnen fliegen oder große Populationen von Tieren. Aufgrund dieser Vielseitigkeit bietet die REQS Drosophila Forscher mit einer Reihe von Möglichkeiten zu studieren, zum Beispiel, andere Übung Regime, Diät Interventionen oder Auswirkungen der Bevölkerungsdichte.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="769">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Drosophila Activity Monitor&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Trikinetics</td>
			<td style="width:119px;">LAM25H</td>
			<td style="width:287px;">REQS component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Telephone Cord Detangler</td>
			<td style="width:147px;">Uvital</td>
			<td>uv20170719</td>
			<td>REQS component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vial closures (flugs)</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">49-102</td>
			<td style="width:287px;">Drosophila culture supplies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vials&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td>32-120</td>
			<td style="width:287px;">Drosophila culture supplies</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Drosophila culture netting</td>
			<td style="width:147px;">Carolina Biological Supply</td>
			<td style="width:119px;">173090</td>
			<td style="width:287px;">Drosophila culture supplies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cornmeal</td>
			<td style="width:147px;">Pepsico</td>
			<td>43375</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Molasses</td>
			<td style="width:147px;">Golden Barrel</td>
			<td>BLA-GAL</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Agar</td>
			<td style="width:147px;">Apex Bioresearch</td>
			<td style="width:119px;">66-103</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Inactive Dry Yeast</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">62-106</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tegosept</td>
			<td style="width:147px;">Apex Bioresearch</td>
			<td style="width:119px;">20-258</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Propionic acid</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">20-271</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring exercise levels in drosophila melanogaster using the rotating exercise quantification system (reqs)

Drosophila Melanogaster ist eine neue Modellorganismus für die Übung Biologiestudium. Bisher, zwei wichtigsten Übung Systeme der Power Tower und die Treadwheel beschrieben. Allerdings hat eine Methode zur Messung der Menge an zusätzliche tierische Aktivität induziert durch die Übung Behandlung gefehlt. Die rotierende Bewegung Quantifizierung System (REQS) füllt dieses Bedürfnis bietet ein Maßstab für die tierische Aktivität für Tiere, die rotatorische Bewegung zu erleben. Dieses Protokoll beschreibt, wie Sie die Anforderung verwenden, um tierische Aktivität während der rotatorischen Bewegung beurteilen und zeigt den Typ der Daten, die generiert werden können. Hier zeigen wir, wie die Anforderung verwendet wird, um die Stamm-geschlechtsspezifische Unterschiede in Übung induzierte Aktivität zu messen. Die Anforderung kann auch zur Bewertung der Auswirkungen der verschiedenen anderen experimentellen Parameter wie Alter, Ernährung oder Bevölkerung Größe auf Übung induzierte Aktivität. Darüber hinaus kann verwendet werden, um die Wirksamkeit der verschiedenen Übung Trainingsprotokolle zu vergleichen. Wichtiger ist, bietet es Gelegenheit zur Übung Behandlungen zwischen Stämmen, so dass des Forschers um gleiche Mengen von Aktivität zwischen Gruppen bei Bedarf zu erreichen zu standardisieren. So die Anforderung ist eine bemerkenswerte neue Ressource für Übung Biologen mit dem Drosophila-Modell-System arbeiten und ergänzt bestehende Übung Systeme.

Die Ausgabe von einem einzelnen Lauf mit der Anforderung ist eine Datentabelle, produziert von der DAMSystem308-Software, die "Monitor1.txt" (für ein Beispiel siehe ergänzende Datei 1) standardmäßig beschriftet werden. Ein Auszug aus dieser Tabelle ist in Tabelle 1dargestellt. Jede Spalte enthält die Daten aus einer einzelnen Assay Rohr, während die Zeilen die Aktivität gemessen in jedes Zeitintervall von Beginn des Experiments (oben) bis zum Ende ...

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Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS

Die rotierende Bewegung Quantifizierung System (REQS) induzieren können Übung in Drosophila Melanogaster durch Rotation während der Messung gleichzeitig der Höhe der Aktivität von den Tieren durchgeführt. Hier präsentieren wir Ihnen ein Punkt-für-Punkt-Protokoll Details wie Aktivität der Tiere erleben rotatorische Bewegung Behandlungen mit der REQS. zu messen

Übung Messhöhen in Drosophila Melanogaster mit der rotierenden Bewegung Quantifizierung System (Anforderung)

Drosophila melanogaster is a new model organism for studies in exercise biology. To date, two main exercise systems, the Power Tower and the Treadwheel ...

measuring-exercise-levels-drosophila-melanogaster-using-rotating

Research

JoVE Journal

Genetics

Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System (REQS)

7.4K Aufrufe.  University of Alabama at Birmingham. Die rotierende Bewegung Quantifizierung System (REQS) induzieren können Übung in Drosophila Melanogaster durch Rotation während der Messung gleichzeitig der Höhe der Aktivität von den Tieren durchgeführt. Hier präsentieren wir Ihnen ein Punkt-für-Punkt-Protokoll Details wie Aktivität der Tiere erleben rotatorische Bewegung Behandlungen mit der REQS. zu messen

Serie: Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS

Quantifying Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster

Pigmentation is a morphologically simple but highly variable trait that often has adaptive significance. It has served extensively as a model for understanding the development and evolution of morphological phenotypes. Abdominal pigmentation in Drosophila melanogaster has been particularly useful, allowing researchers to identify the loci that underlie inter- and intraspecific variations in morphology. Hitherto, however, D. melanogaster abdominal pigmentation has been largely assayed qualitatively, through scoring, rather than quantitatively, which limits the forms of statistical analysis that can be applied to pigmentation data. This work describes a new methodology that allows for the quantification of various aspects of the abdominal pigmentation pattern of adult D. melanogaster. The protocol includes specimen mounting, image capture, data extraction, and analysis. All the software used for image capture and analysis feature macros written for open-source image analysis. The advantage of this approach is the ability to precisely measure pigmentation traits using a methodology that is highly reproducible across different imaging systems. While the technique has been used to measure variation in the tergal pigmentation patterns of adult D. melanogaster, the methodology is flexible and broadly applicable to pigmentation patterns in myriad different organisms.

Quantifying Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster

This work presents a method to quickly and precisely quantify the abdominal pigmentation of Drosophila melanogaster using digital image analysis. This method streamlines the procedures between phenotype acquisition and data analysis and includes specimen mounting, image acquisition, pixel value extraction, and trait measurement.

Quantifizierung der Bauchpigmentierung in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Pigmentation is a morphologically simple but highly variable trait that often has adaptive significance. It has served extensively as a model for ...

Forschung

Genetik

High Fat Diet Feeding and High Throughput Triacylglyceride Assay in Drosophila Melanogaster

Heart disease is the number one cause of human death worldwide. Numerous studies have shown strong connections between obesity and cardiac malfunction in humans, but more tools and research efforts are needed to better elucidate the mechanisms involved. For over a century, the genetically highly tractable model of Drosophila has been instrumental in the discovery of key genes and molecular pathways that proved to be highly conserved across species. Many biological processes and disease mechanisms are functionally conserved in the fly, such as development (e.g., body plan, heart), cancer, and neurodegenerative disease. Recently, the study of obesity and secondary pathologies, such as heart disease in model organisms, has played a highly critical role in the identification of key regulators involved in metabolic syndrome in humans.
Here, we propose to use this model organism as an efficient tool to induce obesity, i.e., excessive fat accumulation, and develop an efficient protocol to monitor fat content in the form of TAGs accumulation. In addition to the highly conserved, but less complex genome, the fly also has a short lifespan for rapid experimentation, combined with cost-effectiveness. This paper provides a detailed protocol for High Fat Diet (HFD) feeding in Drosophila to induce obesity and a high throughput triacylglyceride (TAG) assay for measuring the associated increase in fat content, with the aim to be highly reproducible and efficient for large-scale genetic or chemical screening. These protocols offer new opportunities to efficiently investigate regulatory mechanisms involved in obesity, as well as provide a standardized platform for drug discovery research for rapid testing of the effect of drug candidates on the development or prevention of obesity, diabetes and related metabolic diseases.

High Fat Diet Feeding and High Throughput Triacylglyceride Assay in Drosophila Melanogaster

This is a high fat diet feeding protocol to induce obesity in Drosophila, a model for understanding fundamental molecular mechanisms implicated in lipotoxicity. It also provides a high throughput triacylglyceride assay for measuring fat accumulation in Drosophila and potentially other (insect) models under various dietary, environmental, genetic or physiological conditions.

Fettreiche Ernährung Fütterung und Hochdurchsatz Triacylglyceride Assay in Drosophila Melanogaster

Heart disease is the number one cause of human death worldwide. Numerous studies have shown strong connections between obesity and cardiac malfunction in ...

Measuring mRNA Levels Over Time During the Yeast S. cerevisiae Hypoxic Response

Complex changes in gene expression typically mediate a large portion of a cellular response. Each gene may change expression with unique kinetics as the gene is regulated by the particular timing of one of many stimuli, signaling pathways or secondary effects. In order to capture the entire gene expression response to hypoxia in the yeast S. cerevisiae, RNA-seq analysis was used to monitor the mRNA levels of all genes at specific times after exposure to hypoxia. Hypoxia was established by growing cells in ~100% N2 gas. Importantly, unlike other hypoxic studies, ergosterol and unsaturated fatty acids were not added to the media because these metabolites affect gene expression. Time points were chosen in the range of 0 - 4 h after hypoxia because that period captures the major changes in gene expression. At each time point, mid-log hypoxic cells were quickly filtered and frozen, limiting exposure to O2 and concomitant changes in gene expression. Total RNA was extracted from cells and used to enrich for mRNA, which was then converted to cDNA. From this cDNA, multiplex libraries were created and eight or more samples were sequenced in one lane of a next-generation sequencer. A post-sequencing pipeline is described, which includes quality base trimming, read mapping and determining the number of reads per gene. DESeq2 within the R statistical environment was used to identify genes that change significantly at any one of the hypoxic time points. Analysis of three biological replicates revealed high reproducibility, genes of differing kinetics and a large number of expected O2-regulated genes. These methods can be used to study how the cells of various organisms respond to hypoxia over time and adapted to study gene expression during other cellular responses.

Measuring mRNA Levels Over Time During the Yeast S. cerevisiae Hypoxic Response

Here, we present a protocol using RNA-seq to monitor mRNA levels over time during the hypoxic response of S. cerevisiae cells. This method can be adapted to analyze gene expression during any cellular response.

Messung der mRNA-Niveaus im Laufe der Zeit während der Hefe S. Cerevisiae hypoxischen Antwort

Complex changes in gene expression typically mediate a large portion of a cellular response. Each gene may change expression with unique kinetics as the ...

High Resolution Fluorescent In Situ Hybridization in Drosophila Embryos and Tissues Using Tyramide Signal Amplification

In our efforts to determine the patterns of expression and subcellular localization of Drosophila RNAs on a genome-wide basis, and in a variety of tissues, we have developed numerous modifications and improvements to our original fluorescent in situ hybridization (FISH) protocol. To facilitate throughput and cost effectiveness, all steps, from probe generation to signal detection, are performed using exon 96-well microtiter plates. Digoxygenin (DIG)-labelled antisense RNA probes are produced using either cDNA clones or genomic DNA as templates. After tissue fixation and permeabilization, probes are hybridized to transcripts of interest and then detected using a succession of anti-DIG antibody conjugated to biotin, streptavidin conjugated to horseradish peroxidase (HRP) and fluorescently conjugated tyramide, which in the presence of HRP, produces a highly reactive intermediate that binds to electron dense regions of immediately adjacent proteins. These amplification and localization steps produce a robust and highly localized signal that facilitates both cellular and subcellular transcript localization. The protocols provided have been optimized to produce highly specific signals in a variety of tissues and developmental stages. References are also provided for additional variations that allow the simultaneous detection of multiple transcripts, or transcripts and proteins, at the same time.

High Resolution Fluorescent In Situ Hybridization in Drosophila Embryos and Tissues Using Tyramide Signal Amplification

The described RNA in situ hybridization protocol allows the detection of RNA in whole Drosophila embryos or dissected tissues. Using 96-well microtiter plates and tyramide signal amplification, transcripts can be detected at high resolution, sensitivity, and throughput, and at a relatively low cost.

Hochauflösender Fluoreszenz In Situ Hybridisierung in Drosophila Embryos und Gewebe mit Tyramide Signalverstärkung

In our efforts to determine the patterns of expression and subcellular localization of Drosophila RNAs on a genome-wide basis, and in a variety of ...

CRISPR-Mediated Reorganization of Chromatin Loop Structure

Recent studies have clearly shown that long-range, three-dimensional chromatin looping interactions play a significant role in the regulation of gene expression, but whether looping is responsible for or a result of alterations in gene expression is still unknown. Until recently, how chromatin looping affects the regulation of gene activity and cellular function has been relatively ambiguous, and limitations in existing methods to manipulate these structures prevented in-depth exploration of these interactions. To resolve this uncertainty, we engineered a method for selective and reversible chromatin loop re-organization using CRISPR-dCas9 (CLOuD9). The dynamism of the CLOuD9 system has been demonstrated by successful localization of CLOuD9 constructs to target genomic loci to modulate local chromatin conformation. Importantly, the ability to reverse the induced contact and restore the endogenous chromatin conformation has also been confirmed. Modulation of gene expression with this method establishes the capacity to regulate cellular gene expression and underscores the great potential for applications of this technology in creating stable de novo chromatin loops that markedly affect gene expression in the contexts of cancer and development.

Chromatin looping plays a significant role in gene regulation; however, there have been no technological advances that allow for selective and reversible modification of chromatin loops. Here we describe a powerful system for chromatin loop re-organization using CRISPR-dCas9 (CLOuD9), demonstrated to selectively and reversibly modulate gene expression at targeted loci.

CRISPR-vermittelten Reorganisation der Chromatinstruktur mit Schleife

Recent studies have clearly shown that long-range, three-dimensional chromatin looping interactions play a significant role in the regulation of gene ...

The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster

The incidence of complex metabolic diseases has increased as a result of a widespread transition towards lifestyles of increased caloric intake and lowered activity levels. These multifactorial diseases arise from a combination of genetic, environmental, and behavioral factors. One such complex disease is Metabolic Syndrome (MetS), which is a cluster of metabolic disorders, including hypertension, hyperglycemia, and abdominal obesity. Exercise and dietary intervention are the primary treatments recommended by doctors to mitigate obesity and its subsequent metabolic diseases. Exercise intervention, in particular aerobic interval training, stimulates favorable changes in the common risk factors for Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM), Cardiovascular Disease (CVD), and other conditions. With the influx of evidence describing the therapeutic effect exercise has on metabolic health, establishing a system that models exercise in a controlled setting provides a valuable tool for assessing the effects of exercise in an experimental context. Drosophila melanogaster is a great tool for investigating the physiological and molecular changes that result from exercise intervention. The flies have short lifespans and similar mechanisms of metabolizing nutrients when compared to humans. To induce exercise in Drosophila, we developed a machine called the TreadWheel, which utilizes the fly&#39;s innate, negative geotaxis tendency to gently induce climbing. This enables researchers to perform experiments on large cohorts of genetically diverse flies to better understand the genotype-by-environment interactions underlying the effects of exercise on metabolic health.

The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster

The TreadWheel uses rotational motion to gently induce exercise in adult Drosophila melanogaster by exploiting flies&#39; innate, negative geotaxis. It allows for analysis of the interactions between exercise and factors, such as genotype, sex, and diet, and their effect on physiological and molecular assays to assess metabolic health.

TreadWheel: Intervall Trainingsprotokoll sanft induzierte Bewegung in Drosophila melanogaster

The incidence of complex metabolic diseases has increased as a result of a widespread transition towards lifestyles of increased caloric intake and ...

Purification of Low-abundant Cells in the Drosophila Visual System

Recent improvements in the sensitivity of next generation sequencing have facilitated the application of transcriptomic and genomic analyses to small numbers of cells. Utilizing this technology to study development in the Drosophila visual system, which boasts a wealth of cell type-specific genetic tools, provides a powerful approach for addressing the molecular basis of development with precise cellular resolution. For such an approach to be feasible, it is crucial to have the capacity to reliably and efficiently purify cells present at low abundance within the brain. Here, we present a method that allows efficient purification of single cell clones in genetic mosaic experiments. With this protocol, we consistently achieve a high cellular yield after purification using fluorescence activated cell sorting (FACS) (~25% of all labeled cells), and successfully performed transcriptomics analyses on single cell clones generated through mosaic analysis with a repressible cell marker (MARCM). This protocol is ideal for applying transcriptomic and genomic analyses to specific cell types in the visual system, across different stages of development and in the context of different genetic manipulations.

Here, we present a cell dissociation protocol for efficiently isolating cells present at low abundance within the Drosophila visual system through fluorescence activated cell sorting (FACS).

Reinigung des Low-reichlich Zellen im visuellen System von Drosophila

Recent improvements in the sensitivity of next generation sequencing have facilitated the application of transcriptomic and genomic analyses to small ...

In Vivo Functional Study of Disease-associated Rare Human Variants Using Drosophila

Advances in sequencing technology have made whole-genome and whole-exome datasets more accessible for both clinical diagnosis and cutting-edge human genetics research. Although a number of in silico algorithms have been developed to predict the pathogenicity of variants identified in these datasets, functional studies are critical to determining how specific genomic variants affect protein function, especially for missense variants. In the Undiagnosed Diseases Network (UDN) and other rare disease research consortia, model organisms (MO) including Drosophila, C. elegans, zebrafish, and mice are actively used to assess the function of putative human disease-causing variants. This protocol describes a method for the functional assessment of rare human variants used in the Model Organisms Screening Center Drosophila Core of the UDN. The workflow begins with gathering human and MO information from multiple public databases, using the MARRVEL web resource to assess whether the variant is likely to contribute to a patient&#39;s condition as well as design effective experiments based on available knowledge and resources. Next, genetic tools (e.g., T2A-GAL4 and UAS-human cDNA lines) are generated to assess the functions of variants of interest in Drosophila. Upon development of these reagents, two-pronged functional assays based on rescue and overexpression experiments can be performed to assess variant function. In the rescue branch, the endogenous fly genes are &#34;humanized&#34;&#160;by replacing the orthologous Drosophila gene with reference or variant human transgenes. In the overexpression branch, the reference and variant human proteins are exogenously driven in a variety of tissues. In both cases, any scorable phenotype (e.g., lethality, eye morphology, electrophysiology) can be used as a read-out, irrespective of the disease of interest. Differences observed between reference and variant alleles suggest a variant-specific effect, and thus likely pathogenicity. This protocol allows rapid, in vivo assessments of putative human disease-causing variants of genes with known and unknown functions.

In Vivo Functional Study of Disease-associated Rare Human Variants Using Drosophila

The goal of this protocol is to outline the design and performance of in vivo experiments in Drosophila melanogaster to assess the functional consequences of rare gene variants associated with human diseases.

In Vivo Funktionelle Studie von krankheitsassoziierten seltenen menschlichen Varianten mit Drosophila

Advances in sequencing technology have made whole-genome and whole-exome datasets more accessible for both clinical diagnosis and cutting-edge human ...

In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster

There is much to understand about the onset and progression of neurodegenerative diseases, including the underlying genes responsible. Forward genetic screening using chemical mutagens is a useful strategy for mapping mutant phenotypes to genes among Drosophila and other model organisms that share conserved cellular pathways with humans. If the mutated gene of interest is not lethal in early developmental stages of flies, a climbing assay can be conducted to screen for phenotypic indicators of decreased brain functioning, such as low climbing rates. Subsequently, secondary histological analysis of brain tissue can be performed in order to verify the neuroprotective function of the gene by scoring neurodegeneration phenotypes. Gene mapping strategies include meiotic and deficiency mapping that rely on these same assays can be followed by DNA sequencing to identify possible nucleotide changes in the gene of interest.

In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster

We present a protocol using a forward genetic approach to screen for mutants exhibiting neurodegeneration in Drosophila melanogaster. It incorporates a climbing assay, histology analysis, gene mapping and DNA sequencing to ultimately identify novel genes related to the process of neuroprotection.

In Vivo Forward Genetic Screen zur Identifizierung neuartiger neuroprotektive gene in Drosophila melanogaster

There is much to understand about the onset and progression of neurodegenerative diseases, including the underlying genes responsible. Forward genetic ...

Dissection of Drosophila melanogaster Flight Muscles for Omics Approaches

Drosophila flight muscle is a powerful model to study diverse processes such as transcriptional regulation, alternative splicing, metabolism, and mechanobiology, which all influence muscle development and myofibrillogenesis. Omics data, such as those generated by mass spectrometry or deep sequencing, can provide important mechanistic insights into these biological processes. For such approaches, it is beneficial to analyze tissue-specific samples to increase both selectivity and specificity of the omics fingerprints. Here we present a protocol for dissection of fluorescent-labeled flight muscle from live pupae to generate highly enriched muscle samples for omics applications. We first describe how to dissect flight muscles at early pupal stages (&#60;48 h after puparium formation [APF]), when the muscles are discernable by green fluorescent protein (GFP) labeling. We then describe how to dissect muscles from late pupae (&#62;48 h APF) or adults, when muscles are distinguishable under a dissecting microscope. The accompanying video protocol will make these technically demanding dissections more widely accessible to the muscle and Drosophila research communities. For RNA applications, we assay the quantity and quality of RNA that can be isolated at different time points and with different approaches. We further show that Bruno1 (Bru1) is necessary for a temporal shift in myosin heavy chain (Mhc) splicing, demonstrating that dissected muscles can be used for mRNA-Seq, mass spectrometry, and reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) applications. This dissection protocol will help promote tissue-specific omics analyses and can be generally applied to study multiple biological aspects of myogenesis.

Dissection of Drosophila melanogaster Flight Muscles for Omics Approaches

Drosophila flight muscle is a powerful model to study transcriptional regulation, alternative splicing, metabolism, and mechanobiology. We present a protocol for dissection of fluorescent-labeled flight muscle from live pupae to generate highly enriched samples ideal for proteomics and deep-sequencing. These samples can offer important mechanistic insights into diverse aspects of muscle development.