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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS at JoVE.com

העבודה נתמכה על ידי פרס מספר P30DK056336 מ נבחרת המכון של סוכרת, עיכול, מחלות כליה באמצעות מענק פיילוט תזונה, השמנת יתר מרכז מחקר ב אוניברסיטת אלבמה בבירמינגהם NCR.

REQS מורכב צג פעילות דרוזופילה יחידה (עבור מקור מידע, אנא ראה טבלה של חומרים) רכוב על זרוע מסתובבת הנשלט על ידי יחידת המנוע (איור 1). הצג פעילות קובעת כמה פעמים בפרק זמן נתון המערך של קרני לייזר לנתח אמצע הצינור assay מופרת. איורים מפורטים, אפיון מעמיק של, ראה שלנו הפרסום הקודם9. בעוד המערכת שלנו משתמשת יחידת LAM25H, REQS יכול להיות שונה כדי להתאים את יחידות צג פעילות דרוזופילה אחרות גם כן.
1. בדיקת ההגדרה של REQS
<ol><li>עומס מבחן עף לתוך צינורות זכוכית הדגימה על ידי מאלחש את החיות עם CO2 או שיטה אחרת שבחרת עבור טיפול, להעביר אותם לתוך הצינורות ריק, וכיסוי עליון הצינורות.</li>
	<li>הכנס צינורות זכוכית רצ'ט הדגימה לתוך החריצים של יחידת הצג פעילות. לאבטח את צינורות גומי טבעות O (מד 17-18) באמצעות ו/או גומיות בשני הצדדים של היחידה להבטיח הצינורות לא זז במהלך סיבוב:<ol>
<li>להחליק o-ring אחד מעל הצינור הדגימה ומקם את o-ring בקרבת נקודת האמצע של הצינור. הוספת הצינור הדגימה לתוך חריץ של צג פעילות מהחזית, מרכז זה.</li>
		<li>להזיז את o-ring כנדרש ולהבטיח כי ברגע הצינור הדגימה ממורכזת, o-ring הוא החליקה שיותר יחידת צג פעילות ככל האפשר. לתקן את הצינור הדגימה במקום על ידי מחליקה o-ring השני מעל מבחנה מאחורה, שוב זז o-ring של קרוב צג פעילות היחידה האפשרית.</li>
	</ol>
</li>
	<li>ליזום סבב REQS על-ידי היפוך מתג ההפעלה בחלק הקדמי של היחידה. להתאים את מהירות הסיבוב עם החוגה בחזית של היחידה על המהירות הרצויה (4 rpm (סיבובים כל דקות) בדוגמה זו). הערה: מהירות הסיבוב בדוגמה זו נבחרה כדי להתאים מחקר שפורסם בעבר7. ככל במהירויות הסיבוב שונות תגרום ברמות פעילות בעלי חיים שונים, כאשר ייזום מחקר חדש, אופטימיזציה של מהירות הסיבוב עבור הגדרת ניסיוני ספציפי (גנוטיפ, אורך לגבי פעילות גופנית, וכו ') עשוי להיות נחוץ. הערה: חשוב לוודא כי הצינורות ממוקמות כהלכה, כך שהם לא לגרור לאורך החלק התחתון של היחידה REQS במהלך הסיבוב.</li>
	<li>בדוק את החיבור למערכת איסוף הנתונים המסופקים עם יחידת צג פעילות דרוזופילה על ידי פתיחת התוכנה DAMSystem308 ולהבטיח כי האור חיבור נשאר ירוק עבור מספר סבבים. התוכנה תתחיל ההקלטה לתוך קובץ טקסט "monitorX" (X להיות מספר יחידה אם צגים מרובים נמצאים בשימוש) מיד באתחול. הקלטה תדירות יכול להיות מותאם בלשונית "העדפות"; אנחנו בדרך כלל להקליט במרווחי זמן של 5 דקות.</li>
	<li>לחקור את קובץ הטקסט שנוצר על ידי תוכנת DAMSystem308 כדי להבטיח חיבור הנתונים מתפקד כראוי. בעיות עם החיבור לגרום מגזרות, נקודות זמן שבו פעילות 0 נרשם עבור כל העמדות ב REQS (ראה נציג תוצאות , טבלה 2). אם התרחשה מגזרות, להתאים חיבורי נתונים המוביל אל שקע הטלפון מסתובב, כמו במהלך סיבוב, חיבור זה יכול להיות חופשי או מעוות. אנו מוצאים כי ייצוב הקשר עם הקלטת מסייעת למניעת בעיה זו.</li>
</ol>2. הכנת חיות
הערה: כל בעלי החיים היו מורמות, נבדק בתנאים רגילים בתוך אינקובטור (25 ° C, לחות 60-70% 12 h/כהה מחזור) מולסה/קמח תירס מדיה10.
<ol><li>שבועיים לפני הניסוי המתוכנן, להגדיר את צלוחיות עם צפיפות בעלי חיים מבוקר כדי לאסוף זבובים ניסיוני אנחנו בדרך כלל להגדיר צלוחיות עם 7 זכרים ונקבות 10. עם מלאי בריא, מבקבוקון אחד, כ 15 בתולה זכרים ונקבות 15 ניתן לאסוף יותר מיום 4 פרק זמן. לכוונן את מספר צלוחיות להגדיר מבוסס על מספר בעלי חיים לצורך וזמינותו; וזמינותו טיפוסי במעבדה שלנו כולל 10 סטים של 10 בתולה זכרים ונקבות לכל גנוטיפ (100 זכרים ונקבות 100). הערה: זבובים לא בתולה יכול לשמש בהתאם השאלה ניסיוני ספציפיים. אם וקהילותיהם ניסויים בחיות לא בתולה, הזחלים הסריקה עלולים להפריע ניטור פעילות מדויקת.</li>
	<li>הסר את הזבובים האב שבוע לאחר הגדרת הבקבוקונים.</li>
	<li>החל ביום 10 לאחר הגדרת הבקבוקונים, לאסוף זבובים בתולה הבקבוקונים ולאחסן אותם כשהם מופרדים באמצעות סקס.</li>
	<li>לאסוף חיות מספיק כדי להפוך את הניסוי גיל אותם כמו צורך, 3 ימים בדוגמה זו. הערה: אנחנו בדרך כלל עזים ומתנגד החיות עם CO2 לטיפול. CO2 ידוע להשפיע על רמות פעילות בעלי חיים לתקופות ממושכות של זמן לאחר הטיפול (ראה לדוגמה, ברתולומיאו. ואח 201511). אם התוצאה2 CO מפריע מבחני במורד הזרם המתוכנן או ניתוחים, להשתמש בשיטה הרדמה שונים כגון קרח ההרדמה.</li>
</ol>3. איסוף נתונים עם REQS
<ol><li>עזים ומתנגד החיות כדי לשמש לצורך המחקר כימות תרגיל עם CO2 או שיטה הרדמה נוספת. לחלק אותם לקבוצות לפי הצורך ולטעון את הקבוצות של בעלי חיים לתוך הצינורות כוס ריקה של צג פעילות; בדוגמה זו, חיות 10 בני אותו גיל מוטענים לכל שפופרת זכוכית, משכפל 10 עבור כל סוג בעל חיים (גנוטיפ/סקס). הקפד לציין איזה סוג בעל חיים ייטענו כל שפופרת. הערה: לניסויים יותר זמן, מזון יכולים להיכלל בתוך הצינורות הדגימה. במקרה זה, זה חיוני כי האוכל הוא מאובטח, לא הופכים יצאה ממקומה במהלך הסיבוב.</li>
	<li>לטעון את צינורות assay זכוכית לתוך יחידת REQS ולאבטח אותם עם גומי טבעות O. אם עובדים עם אחד או יותר סקס/גנוטיפ, באמצעות עיצוב בלוק אקראי או אקראיות של העמדה של החיות REQS יבטל כל תופעות מיקום פוטנציאליים. אקראיות יכולה להיות מושגת על-ידי הקצאת כל מבחנה מספר אקראי, לדוגמה ממבוסס-אינטרנט מחולל מספרים אקראיים (למשל, https://www.randomizer.org/) או בגיליון אלקטרוני ולאחר מכן מזמין את הבקבוקונים בהתבסס על מספר אקראי.</li>
	<li>מניחים את REQS החממה להבטיח טמפרטורה קבועה, לחות, אור תנאים. ודא כי כבלי נתונים והן כוח מחוברים כראוי.</li>
	<li>לאפשר את החיות להתאושש מן ההרדמה, כדי להתרגל לסביבה חדשה עבור 1 h.</li>
	<li>להתחיל את הניסוי על ידי ייזום סבב REQS במהירות הרצויה. הערה: אפשרות נוספת היא לאסוף נתוני פעילות בסיסית תחילה מן החיות לפני אתחול של סיבוב, ואחריו הקלטה רמות הפעילות בתגובה לגירוי המסתובבת.</li>
	<li>ליזום איסוף נתונים על-ידי פתיחת התוכנה DAMsystem308 (פתיחה פשוט איסוף הנתונים יוזם תוכנה). נתונים נכתבות בקובץ טקסט במרווח קבוע (כאן, 5 דקות); במידת הצורך, לשנות את ההגדרות מרווח זמן בלשונית "העדפות" (ראה שלב 1.4).</li>
	<li>כדי להבטיח כי הנתונים מועברים בהצלחה אל המחשב, פתח את קובץ הטקסט שנוצר על ידי התוכנה DAMsystem308 לאחר מרווחי זמן אחד או שניים חלפו, לאשר כי נתונים נכתבים לקובץ. לסגור ולפתוח מחדש את הקובץ כדי לראות את הנתונים של כל נקודות זמן נוסף. לאסוף נתונים עבור הסכום הרצוי של זמן; בדוגמה זו, 2 h. הערה: אל תפתח החממה במהלך תקופת assay, החיות רגישים מאוד כל הפרעה, סביר להניח יגיב עם פעילות מוגברת.</li>
	<li>בסוף התרגיל וזמינותו, לסיים את איסוף הנתונים על-ידי סגירת התוכנה DAMsystem308, ואז לכבות את REQS. להסיר את החיות של הצינורות assay זכוכית ולנקות את הצינורות. בעלי החיים ניתן להעביר בחזרה לתוך צלוחיות אוכל אם חוזרים עליו נדרשים אמצעים בגילאים שונים. הערה: אם מקרי מוות מתרחשים בתקופת המשטר התרגיל, זה צריך להיות הקליטה הנוכחות של זבובים מתים יכולים להשפיע פעילות ספירות. מניסיוננו עם DGRP2 קווים לטוס12,13, להתאמן סל ד 4 2 h לא לגרום ישנם מקרי מוות, אך זנים חלשים יותר יכול. להגיב בצורה שונה.</li>
</ol>4. ניתוח נתונים
<ol><li>פתח את הקובץ. txt עם התווית "Monitor1", המיוצר על ידי התוכנה DAMSystem308.</li>
	<li>בדוק את קובץ הנתונים על בעיות אולי התרחשו במהלך רכישת נתונים (נקודות זמן שלא נענתה, וכד' טבלה 1). במידת הצורך, לצנזר את הקובץ על-ידי הסרת נקודות נתונים ב ההתחלה ואת הסוף של ההקלטה.</li>
	<li>באמצעות תוכנה סטטיסטית שתבחר (למשל, R), לנתח את הנתונים שנאספו. ליצור סטטיסטיקה תיאורית, לבצע ניתוח השונות (ANOVA) לחקור תופעות כגון מין, גנוטיפ, אם הנתונים מופצים בדרך כלל. אם הנתונים אינם מופצים בדרך כלל, השתמש בשיטות שאינן פרמטרי, כגון בדיקות Kruskal-איי ווליס, כדי להשוות בין קבוצות. הניתוחים הספציפי הנדרש תלוי השאלה מדעיים ספציפיים, הנבחנים.</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>

המחברים אין לחשוף.

כמו התוצאות נציג להמחיש, REQS הוא מסוגל באופן מדויק מדידת הפעילות של פעילות גופנית דרוזופילה. REQS הוא גמיש ומאפשר לחוקרים על מגוון שאלות המחקר הקשורות תרגיל ביולוגיה או תרגיל התערבויות. ישנם שני שלבים קריטיים בפרוטוקול כדי לסמן. קודם כל, זה חיוני כדי לבדוק את ההתקנה של REQS על מנת להבטיח כי העבר...

לאחרונה, חוקרים החלו להשתמש זבוב הפירות דרוזופילה melanogaster ללמוד תרגיל ביולוגיה. Melanogaster ד כבר מערכת מודל גנטי שנים מעל 1001,2. עם זאת, מחקר דרוזופילה הפך התרומה לא רק גנטיקה, אלא גם ממגוון של דיסציפלינות אחרות לרבות הנוירו-ביולוגיה, ביולוגיה התנהגותית פיזיולוגיה3. בשנת 2009, מגדל כוח, המכשיר התרגיל הראשון עבור דרוזופילה היה מתואר4. המגדל כוח מנצל תגובה שלילית geotaxis של החיות. כאשר דרוזופילה נוטים לעבור לחלק העליון של המתחם שלהם. תגובה זו מעוגנת היטב, הוא הבסיס של וזמינותו הפופולרי "טבעת" (מהירה Geotaxis שלילי איטרטיבי5) המשמש להערכת יכולת טיפוס ו/או כושר גופני ב דרוזופילה. המגדל חשמל משתמשת זרוע מכנית מחובר יחידה מוטורית להרים שוב ושוב את ערכה של חיות בתוך מתחמים שלהם על ידי מספר סנטימטרים ושחרורם חזרה לקרקע לזירוז התגובה geotaxis שליליות (Tinkerhess et al. . 20126 לספק וידאו המדגימה את השימוש המגדל כוח). טיפול ממושך על המגדל כוח ובכך מגדיל את הסכום של פעילות גופנית (ריצה או טיסה) החיות לבצע בהשוואה לבעלי שליטה שאינו מטופל ומעל הזמן מוביל ביצועים משופרים ב וזמינותו הטבעת עבור כושר גופני4. לכן, עבודה זו הפגין את הכדאיות של שימוש דרוזופילה כמודל עבור תרגיל ביולוגיה.
כדי להרחיב את הרפרטואר של כלים למחקר דרוזופילה תרגיל, 2016, מנדז ועמיתיו תיאר מכונת דרוזופילה התרגיל השני, Treadwheel7. בדומה למגדל כוח, Treadwheel מנצלת את התגובה geotaxis שלילי של דרוזופילה. עם זאת, תגובה זו הנגרמת על ידי המשך הסיבוב של מתחמים בעלי חיים, ולא על-ידי הרמת ושחרורם כמו מגדל כוח. שיטה זו אינדוקציה עדינה ומאפשרת עבור משטר התרגול מונחה סיבולת נוסף זה מונע כל טראומה פיזית שעלולים להתרחש במהלך פעילות גופנית במגדל כוח (ראה Katzenberger, אר ג'יי. ואח 20138 עבור השפעת חזר פיזית טראומה על בריאות דרוזופילה). בדומה מגדל כוח4, תרגיל היחס לבעלי חיים על Treadwheel מוביל למגוון של תגובות פיזיולוגיות, לרבות שינויים כושר גופני, רמות טריגליצרידים, משקל הגוף7. לכן, שתי שיטות משלימות זמינים עבור דרוזופילה ביולוגים ללמוד תרגיל.
מגבלה אחת של המגדל הכוח וגם את Treadwheel היא חוסר היכולת למדוד את כמות הפעילות הנגרמת על ידי טיפול פעילות גופנית. ניתוח של וידאו-הקלטות שנלקחו Treadwheel הדגים שהיו הבדלים משמעותיים בין זנים שונים דרוזופילה איך הם מגיבים הטיפול תרגיל7. באופן ספציפי, הזנים למד differed ב עד כמה פעילות נוספים שבעלי החיים לבצע כאשר גירוי7. התבוננות זו בקשה אותנו לפתח מערכת התרגיל השלישי, סיבוב תרגיל כימות מערכת (REQS), המאפשרת לנו למדוד רמות פעילות בעלי חיים במהלך הסיבוב-induced תרגיל9. REQS משתמשת פעילות זמינים מסחרית ניטור יחידת המותקנת על זרוע מסתובבת כדי לעורר פעילות גופנית דרך סיבוב כמו Treadwheel. עבודה ראשונית עם REQS. מאשרות את זה מבחינה גנטית זנים דרוזופילה — המינים - יכול לקבל תגובות שונות באופן משמעותי גירוי המסתובבת ואת ובכך כמות תרגיל המושרה אינו זהה בין אחרים שונים9 . לפיכך, REQS עכשיו מאפשר דרוזופילה ביולוגים למדוד את כמות תרגיל המושרה על ידי הטיפול, פתיחת מגוון של השדרות מחקר חדש במגרש האימונים.
כאן נתאר בפירוט כיצד להשתמש את REQS על כימות של תרגיל סיבובי. REQS המניע את תרגיל הסיבוב, בעת ובעונה אחת מודדת את רמות פעילות של בעלי החיים מטופלים. REQS הוא מסוגל להכיל מגוון של תוכניות פעילות גופנית, החל התם 2 h רציף תרגיל המשטר המודגמות כאן על שיטות אימון מרווח יותר מורכב כפי שתואר על ידי מנדז, עמיתים7. גירוי יכול להיות מותאם ויה מהירות סיבוב (בין כ 1-13 סיבובים כל דקות). בהתאם צג פעילות היחידה להשתמש בהם כדי לייצר את REQS, שיטה זו היא יכולת הסתגלות הניתוח של זבובים יחיד או אוכלוסיות גדולות של בעלי חיים. הודות צדדיות הזה, REQS מספקת דרוזופילה חוקרים עם מערך של הזדמנויות ללמוד, למשל, משטרים שונים פעילות גופנית, תזונה התערבויות או השפעת צפיפות אוכלוסין.

<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)

דרוזופילה melanogaster הוא אורגניזם מודל חדש ללימודי ביולוגיה פעילות גופנית. עד כה, שתי מערכות התרגיל המרכזי, המגדל כוח, Treadwheel את תוארו. עם זאת, שיטה כדי למדוד את כמות פעילות בעלי חיים נוספים המושרה דרך הטיפול התרגיל יש שהיה חסר. סיבוב תרגיל כימות מערכת (REQS) ממלא את הצורך הזה, מתן מידת פעילות בעלי חיים חיות חווה תרגיל סיבובי. פרוטוקול זה פרטים כיצד להשתמש את REQS כדי להעריך את פעילות בעלי חיים במהלך תרגיל סיבובי, ממחיש את סוג הנתונים יכולה להפיק. . הנה, נדגים איך REQS משמש למדידת הבדלים ספציפיים מין או זן בפעילות תרגיל המושרה. REQS יכול לשמש גם כדי להעריך את ההשפעה של אחרים ניסיוני פרמטרים שונים כגון גיל, תזונה או אוכלוסייה בגודל בפעילות תרגיל המושרה. בנוסף, זה יכול לשמש כדי להשוות את היעילות של פעילות גופנית שונה הכשרה פרוטוקולים. חשוב מכך, היא מספקת הזדמנות לתקנן את תרגיל טיפולי בין זנים, ומאפשר החוקר להשיג כמויות שוות של פעילות בין קבוצות במידת הצורך. לפיכך, REQS הוא משאב חדש הבולטים לביולוגים התרגיל עובד עם מערכת מודל דרוזופילה ומשלים תרגיל מערכות קיימות.

הפלט הפעלה בודדים עם REQS הוא טבלת נתונים המיוצר על ידי התוכנה DAMSystem308, אשר יסומנו כסעיפים "Monitor1.txt" כברירת מחדל (עבור ראה דוגמה 1 קובץ משלים). קטע מתוך טבלה כזו מוצג בטבלה 1. כל עמודה מכילה את הנתונים טיוב assay בודדים, בעוד השורות להכיל את הפעילות נמדד בכל מרווח ...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS at JoVE.com

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

סיבוב תרגיל כימות מערכת (REQS) יכול לגרום תרגיל דרוזופילה melanogaster באמצעות סיבוב בעוד בו-זמנית מדידת כמות הפעילות המבוצעת על ידי בעלי החיים. כאן, אנו מציגים את פרוטוקול נקודה-מאת-נקודת המפרט כיצד למדוד רמות הפעילות של חיות חווה תרגיל סיבובי טיפולים באמצעות את REQS.

מדידת רמות פעילות גופנית ב- דרוזופילה melanogaster באמצעות מערכת כימות בתרגיל סיבוב (REQS)

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 Views.  University of Alabama at Birmingham. סיבוב תרגיל כימות מערכת (REQS) יכול לגרום תרגיל דרוזופילה melanogaster באמצעות סיבוב בעוד בו-זמנית מדידת כמות הפעילות המבוצעת על ידי בעלי החיים. כאן, אנו מציגים את פרוטוקול נקודה-מאת-נקודת המפרט כיצד למדוד רמות הפעילות של חיות חווה תרגיל סיבובי טיפולים באמצעות את REQ...

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

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.

Assaying פעילות של תנועה כדי ללמוד בקצב היממה ושינה פרמטרים תסיסנית</em

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

Neuroscience

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: מרווח אימון פרוטוקול בעדינות המושרה תרגיל דרוזופילה melanogaster

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

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;

קביעת הפעילות של תנועה הספונטנית ב<em&gt; Melanogaster דרוזופילה</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.

שיטה בעלות נמוכה לניתוח כמו פעילות תפיסה ותנועה ב<em&gt; דרוזופילה</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.

טכניקה פשוטה להערכת פעילות לוקומוטורית בדרוזופילה

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

Behavior

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.

אימון סיבולת פרוטוקול מבחני ביצועים ארוכי טווח עבור תסיסנית melanogaster

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

Biology

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.

שיטה משופרת למדידה מדויקת והמהירה של טיסה בביצועים<em&gt; דרוזופילה</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 Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

Metabolic disorders are a frequent problem affecting human health. Therefore, understanding the mechanisms that regulate metabolism is a crucial scientific task. Many disease causing genes in humans have a fly homologue, making Drosophila a good model to study signaling pathways involved in the development of different disorders. Additionally, the tractability of Drosophila simplifies genetic screens to aid in identifying novel therapeutic targets that may regulate metabolism. In order to perform such a screen a simple and fast method to identify changes in the metabolic state of flies is necessary. In general, carbon dioxide production is a good indicator of substrate oxidation and energy expenditure providing information about metabolic state. In this protocol we introduce a simple method to measure CO2 output from flies. This technique can potentially aid in the identification of genetic perturbations affecting metabolic rate.

Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

Metabolic disorders are among one of the most common diseases in humans. The genetically tractable model organism D. melanogaster can be used to identify novel genes that regulate metabolism. This paper describes a relatively simple method which allows studying the metabolic rate in flies by measuring their CO2 production.

מדידה של קצב חילוף החומרים ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; באמצעות Respirometry

Metabolic disorders are a frequent problem affecting human health. Therefore, understanding the mechanisms that regulate metabolism is a crucial ...

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.

מדידה של הזחל פעילות ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; צג פעילות

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.

מעקב אחר זבובים מהלכים בחופשיות: שיטה להערכת תנועה בדרוזופילה

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 ...

מדידת רמות פעילות גופנית ב- דרוזופילה melanogaster באמצעות מערכת כימות בתרגיל סיבוב (REQS)

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

Assaying פעילות של תנועה כדי ללמוד בקצב היממה ושינה פרמטרים תסיסנית

TreadWheel: מרווח אימון פרוטוקול בעדינות המושרה תרגיל דרוזופילה melanogaster

קביעת הפעילות של תנועה הספונטנית ב

שיטה בעלות נמוכה לניתוח כמו פעילות תפיסה ותנועה ב

טכניקה פשוטה להערכת פעילות לוקומוטורית בדרוזופילה

אימון סיבולת פרוטוקול מבחני ביצועים ארוכי טווח עבור תסיסנית melanogaster

שיטה משופרת למדידה מדויקת והמהירה של טיסה בביצועים

מדידה של קצב חילוף החומרים ב

מדידה של הזחל פעילות ב

מעקב אחר זבובים מהלכים בחופשיות: שיטה להערכת תנועה בדרוזופילה