Name: measuring exercise levels in drosophila melanogaster using the rotating exercise quantification system (reqs)
Uploaded: 2018-05-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 53 s
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El trabajo fue apoyado por la concesión número P30DK056336 desde el Instituto Nacional de Diabetes y digestivo y riñón enfermedades mediante una subvención de piloto de la nutrición y la obesidad centro de investigación de la Universidad de Alabama en Birmingham a NCR.

Los requisitos consiste en una unidad de Monitor de actividad de Drosophila (para obtener información de la fuente, véase Tabla de materiales) montado sobre un brazo giratorio que está controlado por una unidad motora (figura 1). El monitor de actividad determina la frecuencia en un lapso de tiempo determinado se perturba la matriz de rayos láser el centro del tubo de ensayo de disección. Para dibujos detallados y una caracterización detallada, consulte nuestra anterior publicación9. Mientras que nuestro sistema utiliza la unidad de LAM25H, los requisitos pueden ser modificado para dar cabida a otras unidades de Drosophila Activity Monitor también.
1. la configuración de los requisitos de la prueba
<ol><li>Prueba de carga vuele en tubos de muestra de vidrio de anestesiar los animales con CO2 u otro método elegido para la manipulación, movimiento en los tubos de vacíos y tapado los tubos.</li>
	<li>Inserte tubos de muestra de vidrio tapado en las ranuras de la unidad de monitor de actividad. Fije los tubos de goma O-rings (17-18 gauge) o bandas de goma en ambos lados de la unidad para asegurar los tubos no se mueven durante la rotación:<ol>
<li>Deslice una junta tórica sobre el tubo de muestra y colocar el anillo en o cerca de la mitad del tubo. Inserte el tubo de muestra en una ranura del monitor de actividad de la parte delantera y céntrela.</li>
		<li>Mueva la Junta según sea necesario y asegúrese de que una vez que el tubo de la muestra se centra, el anillo se deslice tan cerca de la unidad del monitor de actividad como sea posible. Fijar el tubo de espécimen deslizando una segunda junta tórica sobre el tubo de vidrio de la parte posterior, otra vez en movimiento la junta tórica como cerca de la unidad de monitor de actividad como sea posible.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Iniciar la rotación de los REQS poniendo el interruptor en la parte delantera de la unidad. Ajustar la velocidad de rotación con el dial en la parte frontal de la unidad a la velocidad deseada (4 rpm (rotaciones por minuto) en este ejemplo). Nota: La velocidad de giro en este ejemplo fue elegida para que coincida con un estudio previamente publicado7. Diferentes velocidades de rotación resultará en niveles de actividad diferentes de animales, cuando se inicia un nuevo estudio, optimización de velocidad de rotación para el montaje experimental específico (genotipo, duración de ejercicio pelea, etcetera.) puede ser necesario. Nota: Es importante asegurarse de que los tubos estén colocados correctamente para que no arrastre a lo largo de la parte inferior de la unidad de requisitos durante la rotación.</li>
	<li>Pruebe la conexión para el sistema de recolección de datos proporcionado con la unidad del Monitor de actividad de Drosophila abriendo el software de DAMSystem308 y asegurar que la luz de conexión sigue siendo verde varias rotaciones. El software comenzará a grabar datos en un archivo de texto "monitorX" (X es el número de unidad si varios monitores están en uso) inmediatamente sobre la iniciación. Frecuencia de grabación se puede ajustar en la pestaña 'Preferencias'; normalmente grabamos en intervalos de 5 minutos.</li>
	<li>Investigar el archivo de texto generado por el software de DAMSystem308 para asegurar que la conexión de datos está funcionando correctamente. Problemas con la conexión resultan en recortes, momentos donde se registra actividad 0 para todas las posiciones en los requisitos (véase Resultados de representante y tabla 2). Si se producen recortes, ajustar las conexiones de datos a la toma de teléfono giratorio, como durante la rotación, esta conexión puede ser suelto o trenzado. Encontramos que estabiliza la conexión con cinta ayuda a prevenir este problema.</li>
</ol>2. preparación de los animales
Nota: Todos los animales fueron planteados y probados bajo condiciones estándar en una incubadora (25 ° C, 60-70% de humedad, ciclo de 12 h luz/oscuridad) en melaza/harina de maíz media10.
<ol><li>Dos semanas antes del experimento planeado, establecer frascos con densidad controlada de animales para recoger las moscas experimentales por lo general hemos creado frascos con 7 machos y 10 hembras. Con una población sana, de un solo frasco, se pueden recoger sobre un período de 4 días aproximadamente 15 Virgen machos y 15 hembras. Ajustar el número de viales creado basado en el número de animales necesarios para el análisis; un típico análisis en nuestro laboratorio incluye 10 conjuntos de 10 Virgen machos y hembras por genotipo (100 varones y 100 mujeres). Nota: No Virgen moscas pueden utilizarse dependiendo de la pregunta experimental concreta. Si la realización de experimentos a largo plazo con animales no Virgen, larvas reptantes pueden interferir con monitoreo de la actividad precisa.</li>
	<li>Eliminar las moscas de los padres una semana después de la creación de los viales.</li>
	<li>A partir del día 10 después de la creación de los viales, recoger moscas vírgenes de los frascos y guardarlos separados por sexo.</li>
	<li>Recoge suficientes animales para el experimento y la edad como sea necesario, 3 días en este ejemplo. Nota: Típicamente anestesiar los animales con CO2 para la manipulación. CO2 se sabe que afectan los niveles de actividad del animal durante largos períodos de tiempo después del tratamiento (por ejemplo, véase Bartolomé et al 201511). Si el CO2 efecto interfiere con ensayos posteriores previstos o análisis, utilice un método de anestesia diferentes como anestesia de hielo.</li>
</ol>3. recopilación con los requisitos
<ol><li>Anestesiar los animales para el estudio de cuantificación del ejercicio con CO2 o cualquier otro método de anestesia. Divídalos en grupos según sea necesario y los grupos de animales de carga en los tubos de vacío vidrio del monitor de actividad; en este ejemplo, 10 animales de la misma edad se cargan por el tubo de vidrio, con 10 repeticiones para cada tipo de animal (sexo/genotipo). Asegúrese de que tenga en cuenta que tipo de animal se carga en cada tubo. Nota: Para más experimentos, alimentos pueden incluirse en los tubos de muestra. En este caso, es esencial que el alimento es seguro y no desplazarse durante la rotación.</li>
	<li>Cargar los tubos de ensayo de vidrio en la unidad de requisitos y fijar con la goma O-rings. Si trabaja con más de un sexo/genotipo, utilizando un diseño de bloques al azar o aleatorización de la posición de los animales en los requisitos se eliminará cualquier efecto potencial de posición. La aleatorización se logra asignando cada frasco un número aleatorio, por ejemplo de un web basado en generador de números aleatorios (por ejemplo, https://www.randomizer.org/) o en una hoja de cálculo, y luego ordenar los frascos en función del número al azar.</li>
	<li>Coloque los requisitos en la incubadora para temperatura constante, la humedad y la luz de las condiciones. Asegurar que los datos y poder cables están correctamente conectados.</li>
	<li>Permitir a los animales para recuperarse de la anestesia y para aclimatarse al nuevo ambiente durante 1 hora.</li>
	<li>Comenzar el experimento mediante el inicio de rotación de los requisitos a la velocidad deseada. Nota: Otra opción es primero recoger datos de actividad basal de los animales antes del inicio de la rotación, siguió registrando los niveles de actividad en respuesta a la estimulación rotatoria.</li>
	<li>Iniciar la recolección de datos abriendo el software de DAMsystem308 (simplemente la recogida de datos de software inicia la abertura). Los datos se escriben en un archivo de texto en el intervalo (aquí, 5 min); Si es necesario, cambie la configuración de intervalo en la pestaña "Preferencias" (ver paso 1.4).</li>
	<li>Para asegurar que los datos se transmiten con éxito a la computadora, abra el archivo de texto generado por el software de DAMsystem308 después de uno o dos intervalos de tiempo transcurrieron y confirman que se están escribiendo datos en el archivo. Cierre y vuelva a abrir este archivo para ver los datos de los puntos del tiempo adicional. Recopilar datos para la cantidad deseada de tiempo; en este ejemplo, 2 h. Nota: No abra la incubadora durante el período de ensayo, los animales son muy sensibles a cualquier alteración y es probable que responda con una mayor actividad.</li>
	<li>Al final de la prueba de ejercicio, terminar la colección de datos cerrando el software DAMsystem308 y, a continuación, apague los REQS. Retire los tubos de ensayo de vidrio de los animales y limpiar los tubos. Los animales se pueden mover hacia atrás en los frascos de alimentos si son necesarias medidas a diferentes edades. Nota: Si las muertes se producen durante el régimen de ejercicio, se deben registrarse, como la presencia de moscas muertas puede afectar cuentas de actividad. En nuestra experiencia con el DGRP2 las líneas de mosca12,13, ejercicio a 4 rpm 2 h no se produjo ninguna muerte, pero las cepas más débiles podrían responder diferentemente.</li>
</ol>4. Análisis de datos
<ol><li>Abra el archivo .txt con la etiqueta "Supervisor1" producido por el software de DAMSystem308.</li>
	<li>Examine el archivo de datos para cualquier problema que pueda haber ocurrido durante la adquisición de datos (puntos de perdida de tiempo, etc.; Tabla 1). Si es necesario, censurar el archivo quitando los puntos de datos al principio y al final de la grabación.</li>
	<li>Utilizando el software estadístico de su elección (p. ej., R), analizar los datos recogidos. Generar estadísticas descriptivas y realizar análisis de varianza (ANOVA) para investigar efectos como sexo y genotipo, si los datos se distribuyen normalmente. Si los datos no se distribuyen normalmente, utilizar métodos no paramétricos, como las pruebas de Kruskal-Wallis, para comparar grupos. El análisis específicos requeridos dependerá de la pregunta científica específica y el diseño experimental.</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>

Los autores no tienen nada que revelar.

Como lo ilustran los resultados representativos, los requisitos es capaz de medir con precisión la actividad de ejercicio de Drosophila. Los requisitos es flexible y permite a los investigadores abordar una variedad de preguntas de investigación relacionadas con las intervenciones de ejercicio o ejercicio biología. Hay dos pasos críticos en el protocolo para resaltar. En primer lugar, es esencial para probar la configuración de los requisitos para garantizar que la transmisión de datos de los requisitos para la DAM...

Recientemente, los investigadores han comenzado a usar la mosca de la fruta Drosophila melanogaster para estudiar la biología del ejercicio. D. melanogaster ha sido un sistema de modelo genético para más de 100 años1,2. Sin embargo, investigaciones de Drosophila ha contribuido no sólo genética, sino también a una variedad de otras disciplinas como la neurobiología, biología del comportamiento y fisiología3. En 2009, la torre de la energía, la primera máquina de ejercicio para Drosophila fue descrito4. La torre de la energía aprovecha respuesta geotaxis negativa de los animales. Cuando perturbada, Drosophila tienden a moverse a la parte superior de su recinto. Esta respuesta está bien establecida y es la base del ensayo popular "RING" (Geotaxis negativa iterativo rápido5) que se utiliza para estimar la capacidad o aptitud física en Drosophila. La torre de la energía utiliza un brazo mecánico conectado a una unidad de motor para levantar repetidamente un conjunto de animales dentro de sus recintos por varias pulgadas y dejarlos volver a la tierra para inducir la respuesta de geotaxis negativa (Tinkerhess et al 20126 proporcionar un video que ilustra el uso de la torre de la energía). Tratamiento prolongado en la torre de la energía por lo tanto aumenta la cantidad de actividad física (correr o volar) los animales realizan en comparación a animales de control no tratados y más tiempo lleva a mejorar el rendimiento en el ensayo de anillo para aptitud física4. Así, este trabajo demostró la factibilidad del uso de Drosophila como modelo para la biología del ejercicio.
Para ampliar el repertorio de herramientas disponibles para la investigación del ejercicio de Drosophila, en 2016, Mendez y sus colegas describen una segunda máquina de ejercicio de Drosophila, la rueda7. Similar a la torre de la energía, la rueda explota la respuesta geotaxis negativa de Drosophila. Sin embargo, esta respuesta es inducida por la rotación continua de los recintos de animales, en lugar de levantar y caer como en la torre de la energía. Este método de inducción es más suave y permite un régimen de ejercicio orientado más resistencia que evita cualquier trauma físico que pudiera ocurrir durante el ejercicio en la torre de la energía (véase Katzenberger, R. J. et al. 20138 impacto de repetido físico trauma en la salud de Drosophila). Similar a la torre de la energía4, tratamiento de animales en la rueda de ejercicio conduce a una variedad de respuestas fisiológicas, incluyendo cambios en la aptitud física, los niveles de triglicéridos y cuerpo peso7. Así, dos métodos complementarios están disponibles para los biólogos de Drosophila estudio de ejercicio.
Una limitación de la torre y la rueda es la incapacidad para medir la cantidad de actividad inducida por el tratamiento de ejercicio. Análisis de grabaciones de video de la rueda demostró que había diferencias significativas entre las diferentes cepas de Drosophila en cómo responden al ejercicio tratamiento7. Concretamente, las cepas estudiaron diferenciaron en cuánto más actividad los animales cuando estimulado7. Esta observación nos llevó a desarrollar un tercer sistema de ejercicio, la rotación ejercicio cuantificación sistema (requisitos), que nos permite medir los niveles de actividad del animal durante el ejercicio inducido por la rotación9. Los requisitos utiliza una actividad comercialmente disponible de unidad que está instalado en un brazo giratorio para estimular el ejercicio a través de la rotación en la rueda de control. Trabajo inicial con los requisitos que confirma genéticamente diferentes cepas de Drosophila y sexos - pueden significativamente diferentes respuestas a la estimulación rotatoria y por lo tanto la cantidad de ejercicio inducida no es idéntica entre diferentes genotipos9 . Por lo tanto, los requisitos ahora permite a biólogos de Drosophila medir la cantidad de ejercicio inducido por el tratamiento, abriendo una variedad de nuevas vías de investigación en el campo de ejercicio.
Aquí describimos en detalle cómo utilizar los requisitos para la cuantificación del ejercicio rotatorio. Los requisitos induce rotación ejercicio y simultáneamente mide los niveles de actividad de los animales tratados. Los requisitos sean capaz de adaptarse a una variedad de programas de ejercicios, que van desde la simple 2 h régimen de ejercicio continuo demostrado aquí a métodos más complejos de entrenamiento de intervalo descrito por Méndez y colegas7y estimulación se puede ajustar mediante velocidad de rotación (entre aproximadamente 1 13 rotaciones por minuto). Dependiendo de la unidad del monitor de actividad utilizada para producir los requisitos, este método es adaptable para el análisis de las moscas individuales o grandes poblaciones de animales. Debido a esta versatilidad, los requisitos ofrece a los investigadores de Drosophila con una variedad de oportunidades para estudiar, por ejemplo, regímenes de ejercicio diferente, las intervenciones de la dieta o impacto de la densidad de población.

<table><tbody><tr><td>Drosophila Activity Monitor&amp;nbsp;</td><td>Trikinetics</td><td>LAM25H</td><td>REQS component</td></tr><tr><td>Telephone Cord Detangler</td><td>Uvital</td><td>uv20170719</td><td>REQS component</td></tr><tr><td>Vial closures (flugs)</td><td>Genesee Scientific</td><td>49-102</td><td>Drosophila culture supplies</td></tr><tr><td>Vials&amp;nbsp;</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-120</td><td>Drosophila culture supplies</td></tr><tr><td>Drosophila culture netting</td><td>Carolina Biological Supply</td><td>173090</td><td>Drosophila culture supplies</td></tr><tr><td>Cornmeal</td><td>Pepsico</td><td>43375</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Molasses</td><td>Golden Barrel</td><td>BLA-GAL</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Agar</td><td>Apex Bioresearch</td><td>66-103</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Inactive Dry Yeast</td><td>Genesee Scientific</td><td>62-106</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Tegosept</td><td>Apex Bioresearch</td><td>20-258</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Propionic acid</td><td>Genesee Scientific</td><td>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 es un nuevo organismo modelo para estudios en Biología del ejercicio. Hasta la fecha, dos sistemas de ejercicio principal, la torre de la energía y la rueda se han descrito. Sin embargo, ha faltado un método para medir la cantidad de actividad animal adicional inducida por el tratamiento de ejercicio. La rotación del ejercicio cuantificación sistema (requisitos) llenan esta necesidad, proporcionando una medida de la actividad animal animales experimentan rotación ejercicio. Este protocolo detalla cómo utilizar los requisitos para evaluar actividad animal durante el ejercicio de rotación e ilustra el tipo de datos que se pueden generar. Aquí, demostramos cómo los requisitos se utilizan para medir diferencias específicas por sexo y tensión en actividad de ejercicio inducido. Los requisitos pueden utilizarse también para evaluar el impacto de varios otros parámetros experimentales tales como edad, dieta o la población tamaño ejercicio inducida por actividad. Además, puede utilizarse para comparar la eficacia de protocolos de entrenamiento de ejercicio diferente. Lo importante, proporciona una oportunidad para estandarizar tratamientos ejercicio entre cepas, lo que permite al investigador alcanzar cantidades iguales de actividad entre los grupos si es necesario. Así, los requisitos es un nuevo recurso notable para los biólogos de ejercicio trabaja con el sistema de modelo de Drosophila y complementa los sistemas existentes de ejercicio.

El resultado de una gestión individual con los requisitos es una tabla de datos producida por el software DAMSystem308, que será marcado "Monitor1.txt" por defecto (por un ejemplo suplementario 1 de archivo). Un fragmento de dicha tabla se muestra en la tabla 1. Cada columna contiene los datos de un tubo de ensayo individuales, mientras que las filas contienen la actividad medida en cada intervalo de tiempo desde el inicio del experimento (parte superio...

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

La rotación del ejercicio cuantificación sistema (requisitos) pueden inducir ejercicio en Drosophila melanogaster a través de la rotación mientras que simultáneamente mide la cantidad de actividad de los animales. Aquí, presentamos un protocolo de punto por punto detallando cómo medir los niveles de actividad de los animales experimentan tratamientos ejercicio rotacional usando los REQS.

Medición de los niveles de ejercicio de Drosophila melanogaster utilizando la rotación ejercicio cuantificación sistema (requisitos)

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 vistas.  University of Alabama at Birmingham. La rotación del ejercicio cuantificación sistema (requisitos) pueden inducir ejercicio en Drosophila melanogaster a través de la rotación mientras que simultáneamente mide la cantidad de actividad de los animales. Aquí, presentamos un protocolo de punto por punto detallando cómo medir los niveles de actividad de los animales experimentan tratamientos ejercicio rotacional usando los REQS.

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Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) pacemakers or clocks. Malfunctions in the human circadian system are associated with numerous diseases or disorders. Much progress towards our understanding of the mechanisms underlying circadian rhythms has emerged from genetic screens whereby an easily measured behavioral rhythm is used as a read-out of clock function. Studies using Drosophila have made seminal contributions to our understanding of the cellular and biochemical bases underlying circadian rhythms. The standard circadian behavioral read-out measured in Drosophila is locomotor activity. In general, the monitoring system involves specially designed devices that can measure the locomotor movement of Drosophila. These devices are housed in environmentally controlled incubators located in a darkroom and are based on using the interruption of a beam of infrared light to record the locomotor activity of individual flies contained inside small tubes. When measured over many days, Drosophila exhibit daily cycles of activity and inactivity, a behavioral rhythm that is governed by the animal's endogenous circadian system. The overall procedure has been simplified with the advent of commercially available locomotor activity monitoring devices and the development of software programs for data analysis. We use the system from Trikinetics Inc., which is the procedure described here and is currently the most popular system used worldwide. More recently, the same monitoring devices have been used to study sleep behavior in Drosophila. Because the daily wake-sleep cycles of many flies can be measured simultaneously and only 1 to 2 weeks worth of continuous locomotor activity data is usually sufficient, this system is ideal for large-scale screens to identify Drosophila manifesting altered circadian or sleep properties.

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

We describe procedures for recording daily locomotor activity rhythms of Drosophila and subsequent data analysis. Locomotor activity rhythms are a reliable behavioral output of animal circadian clocks and are used as the standard readout of clock function when studying circadian mutants or examining how the environment regulates the circadian system.

Ensayo Actividad locomotora para el Estudio de los ritmos circadianos y del sueño en los parámetros Drosophila</em

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) ...

Investigación

Neurociencias

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.

La rueda: Protocolo de entrenamiento de intervalo para suavemente inducida por ejercicio en Drosophila melanogaster

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

Genética

A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. Fundamental mechanisms that underlie this temporal control are widely studied using the fruit fly Drosophila melanogaster as a model organism. In flies, the clock is typically studied by analyzing multiday locomotor recording. Such a recording shows a complex bimodal pattern with two peaks of activity: a morning peak that happens around dawn, and an evening peak that happens around dusk. These two peaks together form a waveform that is very different from sinusoidal oscillations observed in clock genes, suggesting that mechanisms in addition to the clock have profound effects in producing the observed patterns in behavioral data. Here we provide instructions on using a recently developed computational method that mathematically describes temporal patterns in fly activity. The method fits activity data with a model waveform that consists of four exponential terms and nine independent parameters that fully describe the shape and size of the morning and evening peaks of activity. The extracted parameters can help elucidate the kinetic mechanisms of substrates that underlie the commonly observed bimodal activity patterns in fly locomotor rhythms.

A method to quantify the main temporal features seen in fly circadian locomotor rhythms is presented. The quantification is achieved by fitting fly activity with a multi-parametric model waveform. The model parameters describe the shape and size of the morning and evening peaks of daily activity.

Un método computacional para cuantificar la actividad circadiana mosca

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

Comportamiento

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

Determinación de la actividad locomotora espontánea en<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While these systems can provide a wealth of behavioral information, the cost and complexity of these systems can be prohibitive for many labs. We have developed a low-cost assay for measuring locomotive behavior and seizure movement in D. melanogaster. The system uses a web-cam to capture images that can be processed using a combination of inexpensive and free software to track the distance moved, the average velocity of movement and the duration of movement during a specified time-span. To demonstrate the utility of this system, we examined a group of D. melanogaster mutants, the Bang-sensitive (BS) paralytics, which are 3-10 times more susceptible to seizure-like activity (SLA) than wild type flies. Using this novel system, we were able to detect that the BS mutant bang senseless (bss) exhibits lower levels of exploratory locomotion in a novel environment than wild type flies. In addition, the system was used to identify that the drug metformin, which is commonly used to treat type II diabetes, reduces the intensity of SLA in the BS mutants.

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Using a webcam and a combination of free and inexpensive software programs, locomotive patterns in Drosophila melanogaster can be analyzed to detect differences in the speed, distance, and time of various motor activities.

Un método de bajo costo para el Análisis convulsiva actividad y movimiento en<em&gt; Drosophila</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and diverse behavioral features. Identifying behavioral deficiency in animal models is a crucial measure of disease severity, for example, in neurodegenerative diseases where patients often experience impairments in motor function. However, with the availability of various systems to track and assess motor deficits in fly models, such as drug-treated or transgenic individuals, an economical and user-friendly system for precise evaluation from multiple angles is still lacking. A method based on the AnimalTracker application programming interface (API) is developed here, which is compatible with the Fiji image processing program, to systematically evaluate the movement activities of both adult and larval individuals from recorded video, thus allowing for the analysis of their tracking behavior. This method requires only a high-definition camera and a computer peripheral hardware integration to record and analyze behavior, making it an affordable and effective approach for screening fly models with transgenic or environmental behavioral deficiencies. Examples of behavioral tests using pharmacologically treated flies are given to show how the techniques can detect behavioral changes in both adult flies and larvae in a highly repeatable manner.

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

The present protocol assesses the locomotor activity of Drosophila by tracking and analyzing the movement of flies in a hand-made arena using open-source software Fiji, compatible with plugins to segment pixels of each frame based on high-definition video recording to calculate parameters of speed, distance, etc.

Una técnica simple para evaluar la actividad locomotora en Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and ...

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

One of the most pressing problems facing modern medical researchers is the surging levels of obesity, with the consequent increase in associated disorders such as diabetes and cardiovascular disease 1-3. An important topic of research into these associated health problems involves the role of endurance exercise as a beneficial intervention.
Exercise training is an inexpensive, non-invasive intervention with several beneficial results, including reduction in excess body fat 4, increased insulin sensitivity in skeletal muscle 5, increased anti-inflammatory and antioxidative responses 6, and improved contractile capacity in cardiomyocytes 7. Low intensity exercise is known to increase mitochondrial activity and biogenesis in humans 8 and mice, with the transcriptional coactivator PGC1-&alpha; as an important intermediate 9,10. 
Despite the importance of exercise as a tool for combating several important age-related diseases, extensive longitudinal genetic studies have been impeded by the lack of an endurance training protocol for a short-lived genetic model species. The variety of genetic tools available for use with Drosophila, together with its short lifespan and inexpensive maintenance, make it an appealing model for further study of these genetic mechanisms. With this in mind we have developed a novel apparatus, known as the Power Tower, for large scale exercise-training in Drosophila melanogaster 11. The Power Tower utilizes the flies' instinctive negative geotaxis behavior to repetitively induce rapid climbing. Each time the machine lifts, then drops, the platform of flies, the flies are induced to climb. Flies continue to respond as long as the machine is in operation or until they become too fatigued to respond. Thus, the researcher can use this machine to provide simultaneous training to large numbers of age-matched and genetically identical flies. Additionally, we describe associated assays useful to track longitudinal progress of fly cohorts during training.

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

We describe the first endurance training protocol for an important genetic model species, Drosophila melanogaster, and outline several assays to chart improvements in mobility following training.

Protocolo de entrenamiento de resistencia y ensayos de funcionamiento de los longitudinales de Drosophila melanogaster

One of the most pressing problems facing modern medical researchers is the surging levels of obesity, with the consequent increase in associated disorders ...

Biología

An Improved Method for Accurate and Rapid Measurement of Flight Performance in Drosophila

Drosophila has proven to be a useful model system for analysis of behavior, including flight. The initial flight tester involved dropping flies into an oil-coated graduated cylinder; landing height provided a measure of flight performance by assessing how far flies will fall before producing enough thrust to make contact with the wall of the cylinder. Here we describe an updated version of the flight tester with four major improvements. First, we added a &#34;drop tube&#34; to ensure that all flies enter the flight cylinder at a similar velocity between trials, eliminating variability between users. Second, we replaced the oil coating with removable plastic sheets coated in Tangle-Trap, an adhesive designed to capture live insects. Third, we use a longer cylinder to enable more accurate discrimination of flight ability. Fourth we use a digital camera and imaging software to automate the scoring of flight performance. These improvements allow for the rapid, quantitative assessment of flight behavior, useful for large datasets and large-scale genetic screens.

An Improved Method for Accurate and Rapid Measurement of Flight Performance in Drosophila

Here we describe a method for rapid and accurate measurement of flight performance in Drosophila, enabling high-throughput screening.

Un método mejorado para la rápida y precisa medición de rendimiento en vuelo<em&gt; Drosophila</em

Drosophila has proven to be a useful model system for analysis of behavior, including flight. The initial flight tester involved dropping flies into an ...

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This protocol repurposes an instrument often used to measure adult activity, the TriKinetics Drosophila activity monitor (MB5 Multi-Beam Activity Monitor) to study larval activity. The instrument can monitor the movements of animals in 16 individual 8 cm glass assay tubes, using 17 infrared detection beams per tube. Logging software automatically saves data to a computer, recording parameters such as number of moves, times sensors were triggered, and animals&#8217; positions within the tubes. The data can then be analyzed to represent overall locomotion and/or position preference as well as other measurements. All data are easily accessible and compatible with basic graphing and data manipulation software. This protocol will discuss how to use the apparatus, how to operate the software and how to run a larval activity assay from start to finish.

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

This report describes a method for measuring Drosophila larval activity using the TriKinetics Drosophila Activity Monitor. The device employs infrared beams to detect movements of up to 16 individual animals. Data can be analyzed to represent motion parameters including rates and the positions of the animals within the assay chambers.

La medición de las larvas La actividad en el<em&gt; Drosophila</em&gt; Monitor de Actividad

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This ...

Tracking Freely Walking Flies: A Method to Assess Locomotion in Drosophila

Source: Sun, M. and Chen, L. L. <a href="https://www.jove.com/video/55602/" target="_blank">A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila</a>. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to track freely walking flies to assess their general locomotion ability. The featured protocol demonstrates the assay&#39;s setup and data analysis using video tracking software.

Seguimiento de moscas que caminan libremente: un método para evaluar la locomoción en Drosophila

Source: Sun, M. and Chen, L. L. A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to ...

Medición de los niveles de ejercicio de Drosophila melanogaster utilizando la rotación ejercicio cuantificación sistema (requisitos)

Resumen

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Capítulos en este video

Ensayo Actividad locomotora para el Estudio de los ritmos circadianos y del sueño en los parámetros Drosophila

La rueda: Protocolo de entrenamiento de intervalo para suavemente inducida por ejercicio en Drosophila melanogaster

Un método computacional para cuantificar la actividad circadiana mosca

Determinación de la actividad locomotora espontánea en

Un método de bajo costo para el Análisis convulsiva actividad y movimiento en

Una técnica simple para evaluar la actividad locomotora en Drosophila

Protocolo de entrenamiento de resistencia y ensayos de funcionamiento de los longitudinales de Drosophila melanogaster

Un método mejorado para la rápida y precisa medición de rendimiento en vuelo

La medición de las larvas La actividad en el

Seguimiento de moscas que caminan libremente: un método para evaluar la locomoción en Drosophila