אנו מודים כריסטיאן לאנדרי על עיצוב החללית חום, דניאל בבקוק לפיתוח חום הזחל בדיקה assay, שון סוויני עבור המצביע על הצלחת חום assay, תסיסנית Bloomington מרכז במלאי למניות לעוף, Galko חברי המעבדה של קריאה ביקורתית של כתב היד. עבודה זו נתמכה על ידי NIH R01 NS069828 כדי MJG ואת מרק NIH U-STAR הדרכה גרנט (T34GM079088 לאוניברסיטת יוסטון-Downtown חוקרים באקדמיה) עבור גישה המיעוט לקריירות המחקר (ממוצע).

<ol>
	<li>Babcock, D. T., Landry, C., Galko, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytokine+signaling+mediates+UV-induced+nociceptive+sensitization+in+Drosophila+larvae.">Cytokine signaling mediates UV-induced nociceptive sensitization in Drosophila larvae.</a> Curr. Biol. 19, 799-806 (2009).</li><li>Tracey, W. D., Wilson, R. I., Laurent, G., Benzer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=painless,+a+Drosophila+gene+essential+for+nociception.">painless, a Drosophila gene essential for nociception.</a> Cell. 113, 261-273 (2003).</li><li>Oswald, M., Rymarczyk, B., Chatters, A., Sweeney, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+thermosensitive+escape+behavior+in+Drosophila+larvae.">A novel thermosensitive escape behavior in Drosophila larvae.</a> Fly (Austin). 5, 17810 (2011).</li><li>Grueber, W. B., Jan, L. Y., Jan, Y. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tiling+of+the+Drosophila+epidermis+by+multidendritic+sensory+neurons.">Tiling of the Drosophila epidermis by multidendritic sensory neurons.</a> Development. 129, 2867-2878 (2002).</li><li>Moore, A. W., Jan, L. Y., Jan, Y. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=hamlet,+a+binary+genetic+switch+between+single-+and+multiple-+dendrite+neuron+morphology.">hamlet, a binary genetic switch between single- and multiple- dendrite neuron morphology.</a> Science. 297, 1355-1358 (2002).</li><li>Gao, F. B., Brenman, J. E., Jan, L. Y., Jan, Y. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+regulating+dendritic+outgrowth,+branching,+and+routing+in+Drosophila.">Genes regulating dendritic outgrowth, branching, and routing in Drosophila.</a> Genes Dev. 13, 2549-2561 (1999).</li><li>Walters, E. T., Illich, P. A., Weeks, J. C., Lewin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defensive+responses+of+larval+Manduca+sexta+and+their+sensitization+by+noxious+stimuli+in+the+laboratory+and+field.">Defensive responses of larval Manduca sexta and their sensitization by noxious stimuli in the laboratory and field.</a> J. Exp. Biol. 204, 457-469 (2001).</li><li>Woolf, C. J., Ma, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nociceptors--noxious+stimulus+detectors.">Nociceptors--noxious stimulus detectors.</a> Neuron. 55, 353-364 (2007).</li><li>Hwang, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nociceptive+neurons+protect+Drosophila+larvae+from+parasitoid+wasps.">Nociceptive neurons protect Drosophila larvae from parasitoid wasps.</a> Curr. Biol. 17, 2105-2116 (2007).</li><li>Xiang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-avoidance-mediating+photoreceptors+tile+the+Drosophila+larval+body+wall.">Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall.</a> Nature. 468, 921-926 (2010).</li><li>Grueber, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projections+of+Drosophila+multidendritic+neurons+in+the+central+nervous+system:+links+with+peripheral+dendrite+morphology.">Projections of Drosophila multidendritic neurons in the central nervous system: links with peripheral dendrite morphology.</a> Development. 134, 55-64 (2007).</li><li>Sweeney, N. T., Li, W., Gao, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+manipulation+of+single+neurons+in+vivo+reveals+specific+roles+of+flamingo+in+neuronal+morphogenesis.">Genetic manipulation of single neurons in vivo reveals specific roles of flamingo in neuronal morphogenesis.</a> Dev. Biol. 247, 76-88 (2002).</li><li>Kernan, M., Cowan, D., Zuker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+dissection+of+mechanosensory+transduction:+mechanoreception-defective+mutations+of+Drosophila.">Genetic dissection of mechanosensory transduction: mechanoreception-defective mutations of Drosophila.</a> Neuron. 12, 1195-1206 (1994).</li><li>Nitabach, M. N., Blau, J., Holmes, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+silencing+of+Drosophila+pacemaker+neurons+stops+the+free-running+circadian+clock.">Electrical silencing of Drosophila pacemaker neurons stops the free-running circadian clock.</a> Cell. 109, 485-495 (2002).</li></ol>

אין לנו מה למסור.

מבחני שתוארו כאן ניתן להעריך איכותית וכמותית הזחלים של גנוטיפים שונים של היענות לגירויים תרמית רעילים. התכונה העיקרית של assay בדיקה החום הוא הגירוי ניתנת רק מוקד אחד. זה כנראה מוביל ירי של תת היחידה הקטנה של המעמד הרביעי נוירונים-the אלה במגזר קשר עם החללית ואולי אלה מיד קטעים הסמוכים 11. בגלל גירוי מקומי, assay בדיקה החום מחקה את החוויה החושית משותף של גילוי גירוי מזיק, כי הוא מקומי לגוף מסוים באזור, כגון יד יצירת קשר עם תנור חם. החיסרון של assay בדיקה חום היא כי יש כמה לשונות המשתמש אל המשתמש יכול סביר לייחס לשלושה גורמים: א) את הלחץ שבו המשתמש חל בדיקה כדי הזחל, ב) את המיקום המדויק של החללית על הזחל יחסית לתאי העצב nociceptive הבסיסית, ו, ג) ang מדויקלה בו בדיקה קשרים פני השטח של הזחל. אנחנו קודם לכן דיווחו אסטרטגיה כמותית של הזחלים לסווג את המגיבים, שאינם מגיבים איטיים, המגיבים מהר המבוססים על זמן אחזור נסיגתם לטמפרטורה מסוימת 1. כאן אנו מדווחים על היענות הזחל לטמפרטורות גבוהות יותר אפילו. מעניין, אנו מוצאים כי קיימת תקרה הזחל תגובות nociceptive תרמית וכי התקרה זה נמצא בין 52 ו - 54 ° C. זה עשוי להצביע על כך הזחלים אינם בעלי פוטנציאל הקולטן חולף (TRP) ערוץ מסוגל gating בטמפרטורות גבוהות מ 52 ° C. לחלופין, הוא יכול להציע את הנוירונים או השרירים ליזום או לבצע את תגובת המנוע ניזוק לפני שהם יכולים גם לתפקד הנסיגה מרתיעה. כמו כן, אנו מדווחים על ניתוח שונה של משרעת של נסיגה בתגובה, או באמצעות מספר לחמניות אינדיקטור &quot;חוסן&quot; התגובה. בתמימות, 1היינו מצפים כי הפרמטרים הללו יגדילו את הטמפרטורה או הגדלת זמן של גירוי. למרבה ההפתעה, אנו מוצאים כי זה לא המקרה. הזחלים מגורה זמן רב יותר בטמפרטורה בקצה הנמוך של טווח מזיק (42 ° C) הצג לחמניות יותר ויותר זמן ביליתי מתגלגל מ הזחלים נחקר בטמפרטורות גבוהות (48-52 מעלות צלזיוס). הדבר מצביע על כך בתוך חלון הטמפרטורה מזיק זה בעיקר משך החשיפה הקובע את האמפליטודה של התגובה. מאז הזחלים חשופים לטמפרטורות רעילים מאוד (48-52 מעלות צלזיוס) להגיב בממוצע מהר מאוד, הם אינם מציגים כמו לחמניות רבים ככל זחלי נחשף לטמפרטורה מזיק פחות לאורך זמן ארוך יותר. אנליזה של משרעת התגובה דווח כאן מוסיף עוד מימד כמותי שלאורכו גנוטיפים שונים או מניפולציות סביבתיות ניתן להשוות. התכונה העיקרית של assay צלחת חום היא שזה כרוך בחשיפה גלובלית מזיקחום. ככזה, הוא דומה יותר לחיה יושב קלחת חימום מאשר לגעת בתנור חם. אם כי לא ברור מתי הזחל עשויה לחוות גירוי מזיק ברחבי העולם בטבע, במעבדה את תגובות התנהגותיות חשיפה הגלובלי הזה הם מורכבים יותר מאשר אלו שנצפו על גירוי מקומי. כוחו של assay צלחת חום, ציין גם על ידי אחרים 3, היא כי יש שונות קטנה המשתמש אל המשתמש מאז נוגע הזחל אינו מרכיב של הפרוטוקול. השונות רק ניכר נראה בהגדרת כאשר התנהגות זו מתחילה וזה יכול להיות ממוזער עם צפייה חוזרת / היכרות. הבדל מעניין בין מבחני הוא הטמפרטורה שבה ההתנהגויות אברסיביים להתחיל. אלה הם הרבה יותר נמוך ב assay צלחת חום מאשר עם החללית חום. התנהגות ראשונית הוצגו על ידי הזחלים קשר עם החללית חום (ראש ולהעלות את הזנב) עשוי להיות מתאם של ת&#39;ראש ראש העיר ב ~ 27 ° C ב Plat חוםדואר assay. יתכן כי תגובה זו משקפת &quot;נוחות&quot; יותר &quot;כאב&quot;. אנחנו לא נצפה מתאם של הצלפה, פרכוסים, ושיתוק אפילו גבוהה (עד 48 מעלות צלזיוס) בטמפרטורות ב assay בדיקה חום וייתכן כי מסה קריטית של תא עצב תחושתי ירי מאזור אחד או יותר של הגוף היא צריך להביא על התנהגויות אלה. מעניין לציין, כי התנהגויות של תפיסה ושיתוק הם נצפו בטמפרטורות (~ 34-37 ° C) מתחת בסופו של דבר לסף התחתון של nociceptive ציין עם החללית חום המעיד כי גירוי העולמי עשוי לכלול סיכום של תגובות עצביות, כי הם לא מספיק כדי לעורר התנהגות עם המקומיים היישום של החללית חום. אלה הטמפרטורות נתפסים ממש כמו מזיק זחלי נתמך על ידי התבוננות כי זחלים שמתחילים התנהגות שיתוק מותר לאחר מכן לשחזר את האוכל זבוב לא ברוב המקרים לשרוד (איור 5 ג). יתר על כן התומכות בטענה כי החום PLassay אכלו קורא את התגובות nociceptive היא העובדה כי חסימת הולכה סינפטית ב הידועים עצב סנסורי nociceptive מגדיל את זמן האחזור של רוב ההתנהגויות הנצפות (איור 6). תצפית שאין עליה חביון על התנהגות גבוה יותר בטמפרטורה מתוקה עולה כי נוירונים חושיים אחרים שאינם מבטאים MD-Gal4 עשויות להידרש להתנהגות זו. לסיכום, שני מבחני כרוך בחשיפת הזחל הפרט לגירוי תרמי מזיק של הטמפרטורה מוגדר - עצה חמה של החללית מתכת קטן assay טבילה המקומית בטיפת מים במהירות חימום assay העולמי. תגובות התנהגותיות של הזחלים תסיסנית משתנה רקע גנטי ו / או חשיפה לתנאי סביבה משתנים (למשל פלוס או מינוס נזק לרקמות), ניתן ללמוד לכמת באמצעות אלה מבחני. בסופו של דבר, התוצאות של מבחני אלה יסייעו לנו להבין טוב יותר רשתות גנטיות השליטה NOCiception ב תסיסנית ו מינים קרובים אחרים.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> Thermal Probe </td><td> Pro-dev הנדסה </td><td> שהותקן על פי דרישה </td><td> מידע ליצירת קשר ניתן לספק על פי בקשה </td></tr><tr><td> אמבט יבש החממה </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> 11-718 </td><td> 1 חימום גוש מוצק 1 בלוק חימום עם וולס 16 מ&quot;מ </td></tr><tr><td> לייקה DFC290 12v/400mA צבע המצלמה </td><td> Leica Microsystems </td><td> 12730080 </td><td> כל שווה ערך המצלמה תעשה. </td></tr><tr><td> לייקה MZ6 מיקרוסקופ </td><td> Leica Microsystems </td><td> מספר חלק של הגוף MZ6 זום (המוביל אופטיקה) הוא 10445614 </td><td></td></tr><tr><td> שוט אייס יחידת Modulamp </td><td> שוט צפון אמריקה, Inc </td><td> A20500 </td><td></td></tr><tr><td> שוט שולחן מתכווננת כפול 23 אינץ סיב אופטי אור מדריך </td><td> שוט צפון אמריקה, Inc </td><td> שוט A08575 </td><td></td></tr><tr><td> יחידת הבקרה התרמית </td><td> TSCI קורפ. </td><td> מותאמים אישית, שנבנו </td><td> פרטים ניתן לספק על פי בקשה </td></tr><tr><td> Zeiss STEMI 2000 מיקרוסקופ </td><td> Zeiss </td><td> NT55-605 </td><td> כל שווה ערך מיקרוסקופיעשה. </td></tr><tr><td> מצבטים </td><td> FST </td><td> FS-1670 </td><td></td></tr><tr><td> 1mm רשת </td><td> Genesee מדעי </td><td> 57-101 </td><td></td></tr><tr><td> מכחול </td><td> דיק Blick אמנות חומרים </td><td> 06762-1002 </td><td></td></tr><tr><td> UV crosslinker </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> 1199289 </td><td></td></tr><tr><td> Coplin צנצנות </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> 08-816 </td><td></td></tr><tr><td> 10 מ&quot;ל הגביע </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> 02-540C </td><td></td></tr><tr><td> Diethyl האתר </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> E138-500 </td><td></td></tr><tr><td> 35 X 10 מ&quot;מ פוליסטירן צלחת פטרי </td><td> בז </td><td> 351008 </td><td> אנחנו עדיין לא נבחנה חלופיות הכלים. </td></tr><tr><td> מיקרוסקופ זכוכית נושאת </td><td> קורנינג </td><td> 26003 </td><td></td></tr><tr><td> תרמי </td><td> אומגה הנדסה בע&quot;מ </td><td> HH802U </td><td></td></tr><tr><td> חתיכת ויניל </td><td> אופיס דיפו </td><td> 480009 </td><td></td></tr><tr><td> Microcentrifuge צינור </td><td> Denville מדעיבע&quot;מ </td><td> C-2170 </td><td></td></tr></tbody></table>

local and global methods of assessing thermal nociception in drosophila larvae

במאמר זה, אנחנו מדגימים מבחני ללמוד nociception תרמית הזחלים תסיסנית. אחת assay כולל גירוי מרחבית, מוגבלת (מקומי) של 1,2 nociceptors תרמית ואילו השני כולל הפעלת הסיטונאי (העולמי) של רוב או את כל הנוירונים כאלה 3. יחד טכניקות אלה מאפשרות הדמיה וכימות של פונקציות התנהגות של נוירונים חושיים תסיסנית nociceptive. הזחל תסיסנית היא מערכת מודל הוקמה ללמוד nociception תרמית, תגובה חושית לטמפרטורות מזיקים, כי הוא שמור באבולוציה על פני 1,2 מינים. יתרונותיה של תסיסנית עבור מחקרים כאלה הם הפשטות היחסית של מערכת העצבים ואת התחכום של טכניקות גנטיות שניתן להשתמש בהם כדי לנתח את הבסיס המולקולרי של הביולוגיה הבסיסית 4-6 ב תסיסנית, כמו כל metazoans, respons אתדואר לגירויים תרמית רעילים בדרך כלל כרוך בנסיגה &quot;nocifensive&quot; מרתיעה לגירוי המוצג 7. גירויים אלה מזוהים באמצעות קצות עצבים או nociceptors חופשיות משרעת התגובה האורגניזם תלוי במספר nociceptors שקיבלו גירוי מזיק 8. ב תסיסנית, זה arborization את המעמד הרביעי הדנדריטים עצב סנסורי המזהים גירויים תרמי מכני רעילים 9 בנוסף לתפקיד לאחרונה גילו שלהם photoreceptors 10. אלו נוירונים, אשר נחקרו היטב ברמה התפתחותית, arborize על דף את מחסום האפידרמיס וליצור קשרים עם כמעט כל התאים אפידרמיס 11,12. האקסון אחת של כל אחד הרביעי פרויקטים ברמה נוירונים לתוך חוט העצב הגחון של מערכת העצבים המרכזית 11 שבו הם יכולים להתחבר 2 מסדר נוירונים הפרויקט למוח. בתנאי הבסיס, נוירו חושית nociceptiveNS לא יפטר עד לסף גבוהה יחסית הוא הגיע. מבחני המתוארים כאן לאפשר לחוקר לכמת תגובות התנהגותיות או הבסיס, יש להניח, כי רגישות מתפתח נזק לרקמות הבאות. Assay זה מעורר נפרדים אך קשורים תגובות התנהגותיות locomotory לגירויים תרמית רעילים ומאפשר לחוקר לחזות ולכמת היבטים שונים של nociception תרמית הזחלים תסיסנית. מבחני ניתן להחיל את הזחלים של גנוטיפים הרצויות או זחלים העלה בתנאים סביבתיים שונים שעשויים להשפיע nociception. מאז nociception תרמית נשמרת בין זנים, הממצאים שלוקטו לנתיחה גנטי תסיסנית צפויה להודיע ​​הבנתנו nociception תרמית של מינים אחרים, כולל בעלי חוליות.

Watch this Scientific Journal Video about Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae at JoVE.com

שיטות מקומיות וגלובליות להערכת נוציספציה תרמית בזחלים תסיסנית | מדעי המוח | וִידֵאוֹ

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

במאמר זה, אנחנו מדגימים מבחני ללמוד nociception תרמית<em&gt; תסיסנית</em&gt; זחלים. אחת assay כולל גירוי מרחבית, מוגבלת (מקומי) של nociceptors תרמית<sup&gt; 1,2</sup&gt; ואילו השני כולל הפעלת הסיטונאי (העולמי) של רוב או את כל הנוירונים כאלה<sup&gt; 3</sup&gt;. יחד טכניקות אלה מאפשרות הדמיה וכימות של פונקציות התנהגות של<em&gt; תסיסנית</em&gt; עצב סנסורי nociceptive.

שיטות מקומיים וכלל עולמיים של הערכת Nociception תרמי ב<em&gt; תסיסנית</em&gt; רימה

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of ...

local-global-methods-assessing-thermal-nociception-drosophila

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Neuroscience

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

Human Biology

Sensory Systems

SCIENTISTS IN ACTION

15.7K Views.  The University of Texas MD Anderson Cancer Center. במאמר זה, אנחנו מדגימים מבחני ללמוד nociception תרמית תסיסנית זחלים. אחת assay כולל גירוי מרחבית, מוגבלת (מקומי) של nociceptors תרמית 1,2 ואילו השני כולל הפעלת הסיטונאי (העולמי) של רוב או את כל הנוירונים כאלה 3. יחד טכניקות אלה מאפשרות הדמיה וכימות של פו...

Video: Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are based on behavioural and physiological body reactions, such as crying, body movements or changes in facial expression. While these measures demonstrate that infants mount a response following noxious stimulation, they are limited: they are based on activation of subcortical somatic and autonomic motor pathways that may not be reliably linked to central sensory processing in the brain. Knowledge of how the central nervous system responds to noxious events could provide an insight to how nociceptive information and pain is processed in newborns.
The heel lancing procedure used to extract blood from hospitalised infants offers a unique opportunity to study pain in infancy. In this video we describe how electroencephalography (EEG) and electromyography (EMG) time-locked to this procedure can be used to investigate nociceptive activity in the brain and spinal cord.
This integrative approach to the measurement of infant pain has the potential to pave the way for an effective and sensitive clinical measurement tool.

The assessment and treatment of pain in infants is difficult because infants cannot verbally report their experience. In this video we describe quantitative electrophysiological methods and analysis techniques that can be used to measure the response to noxious events from the infant nervous system.

מדידות אלקטרו וניתוח Nociception אצל תינוקות אדם

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are ...

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular disease and various neurological diseases1. We have optimized simple and robust behavioral assays for determining larval locomotion, adult climbing ability (RING assay), and courtship behaviors of Drosophila. These behavioral assays are widely applicable for studying the role of genetic and environmental factors on fly behavior. Larval crawling ability can be reliably used for determining early stage changes in the crawling abilities of Drosophila larvae and also for examining effect of drugs or human disease genes (in transgenic flies) on their locomotion. The larval crawling assay becomes more applicable if expression or abolition of a gene causes lethality in pupal or adult stages, as these flies do not survive to adulthood where they otherwise could be assessed. This basic assay can also be used in conjunction with bright light or stress to examine additional behavioral responses in Drosophila larvae. Courtship behavior has been widely used to investigate genetic basis of sexual behavior, and can also be used to examine activity and coordination, as well as learning and memory. Drosophila courtship behavior involves the exchange of various sensory stimuli including visual, auditory, and chemosensory signals between males and females that lead to a complex series of well characterized motor behaviors culminating in successful copulation. Traditional adult climbing assays (negative geotaxis) are tedious, labor intensive, and time consuming, with significant variation between different trials2-4. The rapid iterative negative geotaxis (RING) assay5 has many advantages over more widely employed protocols, providing a reproducible, sensitive, and high throughput approach to quantify adult locomotor and negative geotaxis behaviors. In the RING assay, several genotypes or drug treatments can be tested simultaneously using large number of animals, with the high-throughput approach making it more amenable for screening experiments.

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster is a genetically and behaviorally tractable model system that has been used to understand the molecular and cellular basis of many important biological processes for over a century 1. Drosophila has been well exploited to gain insights into the genetic basis of fly behavior.

שיטות Assay תסיסנית התנהגות

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular ...

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

Proprioception is the ability to sense the motion, or position, of body parts by responding to stimuli arising within the body. In fruitflies and other insects proprioception is provided by specialized sensory organs termed chordotonal organs (ChOs) 2. Like many other organs in Drosophila, ChOs develop twice during the life cycle of the fly. First, the larval ChOs develop during embryogenesis. Then, the adult ChOs start to develop in the larval imaginal discs and continue to differentiate during metamorphosis.
The development of larval ChOs during embryogenesis has been studied extensively 10,11,13,15,16. The centerpiece of each ChO is a sensory unit composed of a neuron and a scolopale cell. The sensory unit is stretched between two types of accessory cells that attach to the cuticle via specialized epidermal attachment cells 1,9,14. When a fly larva moves, the relative displacement of the epidermal attachment cells leads to stretching of the sensory unit and consequent opening of specific transient receptor potential vanilloid (TRPV) channels at the outer segment of the dendrite 8,12. The elicited signal is then transferred to the locomotor central pattern generator circuit in the central nervous system.
Multiple ChOs have been described in the adult fly 7. These are located near the joints of the adult fly appendages (legs, wings and halters) and in the thorax and abdomen. In addition, several hundreds of ChOs collectively form the Johnston's organ in the adult antenna that transduce acoustic to mechanical energy 3,5,17,4.
In contrast to the extensive knowledge about the development of ChOs in embryonic stages, very little is known about the morphology of these organs during larval stages. Moreover, with the exception of femoral ChOs 18 and Johnston's organ, our knowledge about the development and structure of ChOs in the adult fly is very fragmentary.
Here we describe a method for staining and visualizing ChOs in third instar larvae and pupae. This method can be applied together with genetic tools to better characterize the morphology and understand the development of the various ChOs in the fly.

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

A method to immunostain and visualize chordotonal organs in larvae and pupae of Drosophila melanogaster is described.

ויזואליזציה של Proprioceptors ב<em&gt; תסיסנית</em&gt; זחלים וגלמים

Proprioception is the ability to sense the motion, or position, of body parts by responding to stimuli arising within the body. In fruitflies and other ...

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

In the following we describe the methodological details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with genetic interference, provides a handle to analyze the neuronal and molecular fundamentals of specifically associative learning in a simple larval brain.
Organisms can use past experience to adjust present behavior. Such acquisition of behavioral potential can be defined as learning, and the physical bases of these potentials as memory traces1-4. Neuroscientists try to understand how these processes are organized in terms of molecular and neuronal changes in the brain by using a variety of methods in model organisms ranging from insects to vertebrates5,6. For such endeavors it is helpful to use model systems that are simple and experimentally accessible. The Drosophila larva has turned out to satisfy these demands based on the availability of robust behavioral assays, the existence of a variety of transgenic techniques and the elementary organization of the nervous system comprising only about 10,000 neurons (albeit with some concessions: cognitive limitations, few behavioral options, and richness of experience questionable)7-10.
Drosophila larvae can form associations between odors and appetitive gustatory reinforcement like sugar11-14. In a standard assay, established in the lab of B. Gerber, animals receive a two-odor reciprocal training: A first group of larvae is exposed to an odor A together with a gustatory reinforcer (sugar reward) and is subsequently exposed to an odor B without reinforcement 9. Meanwhile a second group of larvae receives reciprocal training while experiencing odor A without reinforcement and subsequently being exposed to odor B with reinforcement (sugar reward). In the following both groups are tested for their preference between the two odors. Relatively higher preferences for the rewarded odor reflect associative learning - presented as a performance index (PI). The conclusion regarding the associative nature of the performance index is compelling, because apart from the contingency between odors and tastants, other parameters, such as odor and reward exposure, passage of time and handling do not differ between the two groups9.

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

Drosophila larvae are able to associate odor stimuli with gustatory reward. Here we describe a simple behavioral paradigm that allows the analysis of appetitive associative olfactory learning.

למידה אסוציאטיבית הרחה באפטטיבית<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים

In the following we describe the methodological  details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with ...

Light Preference Assay to Study Innate and Circadian Regulated Photobehavior in Drosophila Larvae

Light acts as environmental signal to control animal behavior at various levels. The Drosophila larval nervous system is used as a unique model to answer basic questions on how light information is processed and shared between rapid and circadian behaviors. Drosophila larvae display a stereotypical avoidance behavior when exposed to light. To investigate light dependent behaviors comparably simple light-dark preference tests can be applied. In vertebrates and arthropods the neural pathways involved in sensing and processing visual inputs partially overlap with those processing photic circadian information. The fascinating question of how the light sensing system and the circadian system interact to keep behavioral outputs coordinated remains largely unexplored. Drosophila is an impacting biological model to approach these questions, due to a small number of neurons in the brain and the availability of genetic tools for neuronal manipulation. The presented light-dark preference assay allows the investigation of a range of visual behaviors including circadian control of phototaxis.

Light Preference Assay to Study Innate and Circadian Regulated Photobehavior in Drosophila Larvae

Here we describe a light-dark preference test for Drosophila larva. This assay provides information about innate and circadian regulation of light sensing and processing photobehavior.

Assay העדפות אור לחקר Photobehavior מוסדר מולדת ויממה ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים

Light acts as environmental signal to control animal behavior at various levels. The Drosophila larval nervous system is used as a unique model to answer ...

Assessing Neurodegenerative Phenotypes in Drosophila Dopaminergic Neurons by Climbing Assays and Whole Brain Immunostaining

Drosophila melanogaster is a valuable model organism to study aging and pathological degenerative processes in the nervous system. The advantages of the fly as an experimental system include its genetic tractability, short life span and the possibility to observe and quantitatively analyze complex behaviors. The expression of disease-linked genes in specific neuronal populations of the Drosophila brain, can be used to model human neurodegenerative diseases such as Parkinson's and Alzheimer's 5.
Dopaminergic (DA) neurons are among the most vulnerable neuronal populations in the aging human brain. In Parkinson's disease (PD), the most common neurodegenerative movement disorder, the accelerated loss of DA neurons leads to a progressive and irreversible decline in locomotor function. In addition to age and exposure to environmental toxins, loss of DA neurons is exacerbated by specific mutations in the coding or promoter regions of several genes. The identification of such PD-associated alleles provides the experimental basis for the use of Drosophila as a model to study neurodegeneration of DA neurons in vivo. For example, the expression of the PD-linked human &alpha;-synuclein gene in Drosophila DA neurons recapitulates some features of the human disease, e.g. progressive loss of DA neurons and declining locomotor function 2. Accordingly, this model has been successfully used to identify potential therapeutic targets in PD 8.
Here we describe two assays that have commonly been used to study age-dependent neurodegeneration of DA neurons in Drosophila: a climbing assay based on the startle-induced negative geotaxis response and tyrosine hydroxylase immunostaining of whole adult brain mounts to monitor the number of DA neurons at different ages. In both cases, in vivo expression of UAS transgenes specifically in DA neurons can be achieved by using a tyrosine hydroxylase (TH) promoter-Gal4 driver line 3, 10.

Assessing Neurodegenerative Phenotypes in Drosophila Dopaminergic Neurons by Climbing Assays and Whole Brain Immunostaining

Here we describe two assays that have been established to study age-dependent neurodegeneration of dopaminergic (DA) neurons in Drosophila: the climbing/startle-induced negative geotaxis assay which allows to study the functional effects of DA neurons degeneration and the tyrosine hydroxylase immunostaining which is used to identify and count DA neurons in whole brain mounts.

הערכת פנוטיפים ניווניות ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; נוירונים דופאמין על ידי מבחני לאז וimmunostaining מוח כל

Drosophila melanogaster is a valuable model organism to study aging and pathological degenerative processes in the nervous system. The advantages of the ...

Optogenetic Perturbation of Neural Activity with Laser Illumination in Semi-intact Drosophila Larvae in Motion

Drosophila larval locomotion is a splendid model system in developmental and physiological neuroscience, by virtue of the genetic accessibility of the underlying neuronal components in the circuits1-6. Application of optogenetics7,8 in the larval neural circuit allows us to manipulate neuronal activity in spatially and temporally patterned ways9-13. Typically, specimens are broadly illuminated with a mercury lamp or LED, so specificity of the target neurons is controlled by binary gene expression systems such as the Gal4-UAS system14,15. In this work, to improve the spatial resolution to "sub-genetic resolution", we locally illuminated a subset of neurons in the ventral nerve cord using lasers implemented in a conventional confocal microscope. While monitoring the motion of the body wall of the semi-intact larvae, we interactively activated or inhibited neural activity with channelrhodopsin16,17 or halorhodopsin18-20, respectively. By spatially and temporally restricted illumination of the neural tissue, we can manipulate the activity of specific neurons in the circuit at a specific phase of behavior. This method is useful for studying the relationship between the activities of a local neural assembly in the ventral nerve cord and the spatiotemporal pattern of motor output.

Optogenetic Perturbation of Neural Activity with Laser Illumination in Semi-intact Drosophila Larvae in Motion

Here we describe a protocol for optogenetic manipulation of motoneuronal activity while monitoring changes in motor output (muscle contraction) in semi-intact Drosophila larvae using lasers within a conventional confocal microscope. This technique enables researchers to achieve local perturbation of neural activity in a few neuromeres to elucidate the dynamics of motor circuits.

הפרעות optogenetic של פעילות עצבית עם תאורת לייזר בחצי ללא פגע<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים בתנועה

Drosophila larval locomotion is a splendid model system in developmental and physiological neuroscience, by virtue of the genetic accessibility of the ...

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

The Drosophila melanogaster larval path-length phenotype is an established measure used to study the genetic and environmental contributions to behavioral variation. The larval path-length assay was developed to measure individual differences in foraging behavior that were later linked to the foraging gene. Larval path-length is an easily scored trait that facilitates the collection of large sample sizes, at minimal cost, for genetic screens. Here we provide a detailed description of the current protocol for the larval path-length assay first used by Sokolowski. The protocol details how to reproducibly handle test animals, perform the behavioral assay and analyze the data. An example of how the assay can be used to measure behavioral plasticity in response to environmental change, by manipulating feeding environment prior to performing the assay, is also provided. Finally, appropriate test design as well as environmental factors that can modify larval path-length such as food quality, developmental age and day effects are discussed.

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

We provide a detailed protocol for a Drosophila melanogaster foraging path-length assay. We discuss the preparation and handling of test animals, how to perform the assay and analyze the data.

פרוטוקול נתיב באורך שארגן לעצמו<em&gt; תסיסנית</em&gt; זחלים

The Drosophila melanogaster larval path-length phenotype is an established measure used to study the genetic and environmental contributions to behavioral ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory machinery, such as in patients experiencing peripheral neuropathy or injury-induced sensitization, are not well characterized. The genetically tractable Drosophila model has been used to study the cells and genes required for noxious heat detection, which has yielded multiple conserved genes of interest. Little is known however about the cells and receptors important for noxious cold sensing. Although, Drosophila does not survive prolonged exposure to cold temperatures (&#8804;10 &#186;C), and will avoid cool, preferring warmer temperatures in behavioral preference assays, how they sense and possibly avoid noxious cold stimuli has only recently been investigated.
Here we describe and characterize the first noxious cold (&#8804;10 &#186;C) behavioral assay in Drosophila. Using this tool and assay, we show an investigator how to qualitatively and quantitatively assess cold nociceptive behaviors. This can be done under normal/healthy culture conditions, or presumably in the context of disease, injury or sensitization. Further, this assay can be applied to larvae selected for desired genotypes, which might impact thermosensation, pain, or nociceptive sensitization. Given that pain is a highly conserved process, using this assay to further study&#160;thermal nociception will likely glean important understanding of pain processes in other species, including vertebrates.

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Here we demonstrate a novel assay to study cold nociception in Drosophila larvae. This assay utilizes a custom-built Peltier probe capable of applying a focal noxious cold stimulus and results in quantifiable cold-specific behaviors. This technique will allow further cellular and molecular dissection of cold nociception.

Assay רומן עבור הקרה Nociception ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

A Temperature Gradient Assay to Determine Thermal Preferences of Drosophila Larvae

Many animals, including the fruit fly, Drosophila melanogaster, are capable of discriminating minute differences in&#160;environmental temperature, which enables them to seek out their preferred thermal landscape. To define the temperature preferences of larvae over a defined linear range, we developed an assay using a temperature gradient. To establish a single-directional gradient, two aluminum blocks are connected to independent water baths, each of which controls the temperature of individual blocks. The two blocks set the lower and upper limits of the gradient. The temperature gradient is established by placing an agarose-coated aluminum plate over the two water-controlled blocks so that the plate spans the distance between them. The ends of the aluminum plate that is set on the top of the water blocks defines the minimum and maximum temperatures, and the regions in-between the two blocks form a linear temperature gradient. The gradient assay can be applied to&#160;larvae of different ages and can be used to identify mutants that exhibit phenotypes, such as those with mutations affecting genes encoding TRP channels and opsins, which are required for temperature discrimination.

A Temperature Gradient Assay to Determine Thermal Preferences of Drosophila Larvae

Here, we present a protocol to determine the preferred environmental temperature of Drosophila larvae using a continuous thermal gradient.

וזמינותו שינוי טמפרטורה כדי לקבוע העדפות תרמי של הזחלים דרוזופילה

Many animals, including the fruit fly, Drosophila melanogaster, are capable of discriminating minute differences in&#160;environmental temperature, which ...

שיטות מקומיים וכלל עולמיים של הערכת Nociception תרמי ב

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

מדידות אלקטרו וניתוח Nociception אצל תינוקות אדם

שיטות Assay תסיסנית התנהגות

ויזואליזציה של Proprioceptors ב

למידה אסוציאטיבית הרחה באפטטיבית

Assay העדפות אור לחקר Photobehavior מוסדר מולדת ויממה ב

הערכת פנוטיפים ניווניות ב

הפרעות optogenetic של פעילות עצבית עם תאורת לייזר בחצי ללא פגע

פרוטוקול נתיב באורך שארגן לעצמו

Assay רומן עבור הקרה Nociception ב

וזמינותו שינוי טמפרטורה כדי לקבוע העדפות תרמי של הזחלים דרוזופילה