Ringraziamo i nostri colleghi presso il Dipartimento di Biologia, Università di Friburgo per fruttuose discussioni. Ringraziamo il Bloomington Stock Center per la fornitura di scorte di mosca. Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dal Fondo nazionale svizzero (PP00P3_123339) e la Fondazione Velux per SGS

1. Allevamento larvale <ol><li> Tenere volare ceppi o incroci genetici nella cultura di massa a 25 ° C su mais pasto medio in un 12-ore di luce a 12 ore di buio in una mosca incubatore dotato di luce e timer. </li><li> Diluire sostenitore lievito in acqua per formare una pasta fluida (10 g di lievito sostenitore diluita con 3-4 ml di H 2 O distillata). Aggiungere una piccola goccia per il pasto di mais e coprire le fiale. Lasciare asciugare per almeno un&#39;ora per evitare di mosche adulte attaccare alla pasta di lievito. Mettere una piccola goccia di lievito diluito in acqua sulla superficie del cibo può migliorare ovideposizione. Alternativamente fornaio lievito pasta, acido acetico 20% (AcOH) (Sigma Aldrich, Svizzera A6283-100ml) può essere utilizzato. Per questo, immergere la punta di un Q-tip sulla soluzione e diffusione sulla superficie alimentare farina di mais. </li><li> Mettere mosche adulte (almeno quattro giorni, ma non più di dieci giorni) in farina di mais fiale alimentari. Mettere abbastanza adulti in ciascuna provetta per ottenere larve sufficiente ripetere la preferenzaprovare diverse volte e la comparazione statistica. Per incroci genetici, si utilizzano in genere un minimo di 20 femmine e maschi 5-10 per flaconcino, ma alcune linee richiediamo più femmine per ottenere un sufficiente prole larvale. </li><li> Consentire agli adulti di deporre le uova per 12 ore e trasferirle a nuove fiale. Gli adulti possono essere trasferiti al mattino e alla sera. Noi di solito trasferiamo adulti per sette-dieci giorni e se necessario prendere nuove adulti. </li><li> Mantenere le collezioni d&#39;uovo scattate ogni 12 ore in incubatrice e far crescere le larve a 25 ° C, 12 ore di luce a 12 ore di buio e 60% di umidità. Per eseguire il test per i componenti circadiani di movimento comportamento visivo larve di buio costante (DD) 48 ore dopo la raccolta delle uova (corrispondente a cicli di due-luce-buio). Per questo, utilizzare un incubatore a parte senza luce ma mantenere tutte le altre condizioni quali la temperatura e l&#39;umidità identici. Accertarsi di trasferire le fiale al DD incubatrice poco prima del passaggio alla fase di buio. Prima di spostare le fiale di another incubatore messo fiale in una scatola di cartone o di avvolgere i flaconcini con un foglio di alluminio per evitare l&#39;esposizione alla luce durante il trasferimento (imballaggio in scatole di cartone o imballaggio deve essere fatto durante la &quot;luci-on fase&quot; prima del passaggio tra incubatori). Evitare che gli animali da qualsiasi esposizione alla luce dopo questo punto e fino a inizio esperimenti. </li><li> Dopo 4 giorni (84-108 ore dalla deposizione delle uova) raccogliere presto L3 (alimentazione larve) ai punti di tempo per essere testato (vedi 4. Leggera preferenza prova, punto. 4.4.). </li></ol> 2. Configurazione di test <ol><li> Effettuare esperimenti in una stanza buia con temperatura costante e umidità. </li><li> Per mantenere due quadranti della piastra Petri nelle tenebre, coprire il coperchio con del nastro bianco e un foglio di alluminio. Per fare così, segnare il centro della circonferenza coperchio. Anche segnare quattro punti nel bordo del coperchio con 90 ° di separazione fra loro. Per rendere più facile, disegnare un quadrato 20 centimetri diviso in quattro quadranti di 10 cm di lunghezza su unfoglio di carta o con l&#39;aiuto di un computer. Tagliare 10 centimetri quadrati di carta stagnola e nastro nero (Figura 1A). Coprire due quadranti opposti incollando un quadrati di foglio di alluminio, come primo strato e il nastro nero che copre esso, fare attenzione a coprire anche il bordo del coperchio. In passato sono stati utilizzati due forme leggermente differenti di questo test. Noi qui usiamo il saggio &quot;quarter-plate&quot;, in cui il piatto Petri è diviso in quattro quarti uguali 10. Nel saggio &quot;half-plate&quot; alternativa la piastra di Petri è diviso metà (metà esposto alla luce, metà in oscurità) 1,7,8. Fino ad oggi, senza differenze significative tra i due dosaggi è stato pubblicato. </li><li> Colla un foglio quadrante come quello utilizzato per marcare i coperchi proprio sotto la sorgente luminosa sul tavolo. Contrassegnare la circonferenza di un piatto Petri centrata sull&#39;intersezione quadranti. Utilizzare i contrassegni come riferimento per posizionare la piastra di prova sempre nella stessa posizione sotto la sorgente di luce. </li><li> Installare unlampada, o una semplice lampadina bianca (Phillips, Soft tone 5W) o di una lampada a LED (lampada LED, 80012 Bianco, Osram) al di sopra della piastra di Petri con l&#39;aiuto di un cavalletto di sostegno in ferro (Fisher Scientific, S47808). Regolare l&#39;altezza in modo che l&#39;intera piastra di prova viene illuminata in modo omogeneo. Si consiglia vivamente l&#39;utilizzo di lampade LED dal momento che emettono le lunghezze d&#39;onda più specifici rispetto alle tradizionali lampadine. Inoltre LED emettono meno calore. </li><li> Regolare l&#39;intensità della luce con l&#39;aiuto di un fotometro (Ambiente PCE EM882). Per raggiungere l&#39;intensità luminosa necessaria di 350-760 lux, la lampada spostare su o giù come richiesto. Collegare la lampada ad un alimentatore regolabile maggiore versatilità per cambiare intensità senza spostare la lampada (Figura 1B). </li></ol> 3. Piatti Preparazione <ol><li> Fare 200 ml di agar 2,5% (Sigma-Aldrich, Svizzera A5093-500G) con acqua bidistillata (Millipore). </li><li> Porre piastre Petri su un tavolo (90 mm di diametro;Greiner Bio-One GmbH, 4550 Kremsmeinster, Austria) in file per consentire versando caldo agarosio. </li><li> Bollire l&#39;agarosio in un forno a microonde fino a quando la soluzione è completamente trasparente e fluida. Assicurarsi che la soluzione liquida non contiene bolle. ATTENZIONE: Trasporti con attenzione la tabella poiché la soluzione può essere molto caldo! </li><li> Versare agarosio caldo in piastre Petri finché l&#39;intera superficie viene omogeneamente ricoperta con un sottile strato di soluzione, circa due o tre millimetri sono sufficienti. Sii veloce per evitare di agarosio solidificare prima di tutte le lastre di rivestimento. Lasciate raffreddare le piastre. Conservare le piastre a temperatura ambiente e utilizzarle solo lo stesso giorno della preparazione. </li></ol> 4. Test di preferenza Luce <ol><li> Operare in condizioni di luce rosso in camera esperimento di impedire l&#39;influenza della luce prima della prova Drosophila poiché non è in grado di percepire le lunghezze d&#39;onda di luce rossa. Utilizzare una lampadina rossa (Phillips, PFE712E * 8) montato in una lampada per illuminare tha posto per lavorare. </li><li> Mantenere la temperatura in tutti gli esperimenti a 25 ° C. Controllo della temperatura ambiente mediante un dispositivo di riscaldamento o di raffreddamento, se necessario. </li><li> Prendete un po &#39;di cibo dai flaconi allevati per cicli di due giorni in buio costante (da sezione 1). Poiché larve sono solitamente scavando sulla superficie del cibo, prendere lo strato più elevato (circa 5 mm di profondità) con l&#39;aiuto di una spatola (Fisher Scientific, 14-373-25A). Distribuire il cibo sul lato esterno di un piatto coperchio Petri, aggiungere un po &#39;d&#39;acqua e mescolare delicatamente con la spatola. </li><li> Raccogliere alimentazione L3 larve dal cibo. Come preferenza luce sarà testato, scegliendo solo all&#39;inizio / nutrire le larve L3 è di fondamentale importanza in quanto la fototassi negativo è assicurato. Tardo / errante L3 larve o grande larva strisciando sul cibo presumibilmente già acceso il loro photobehavior. Nutrire larve L3 (phototactic negativo) può essere riconosciuto perché i loro spiracoli anteriori sono aperte e sporgenti verso l&#39;esterno in una forma di dita. Il spiracle posteriores hanno tre aperture ciascuno, e quattro gruppi di grossi peli ramificati. Le ghiandole salivari estendono al secondo segmento addominale 11. Messa in scena di larva al microscopio è conveniente, mentre nessuna luce bianca deve essere usato. Una lampada spia rossa è necessario illuminare le larve, se messa in scena sotto microscopio stereoscopico prima è richiesto esperimenti. </li><li> Lavare larve rapidamente in acqua corrente e raccogliere precoce alimentazione larve di terza instar (ancora in luce rossa). Prima di trasferire le larve alla piastra di prova, prendere le larve con un pennello bagnato e assorbire accuratamente l&#39;acqua in eccesso con un tovagliolo di carta o carta da filtro. Non asciugare larve troppo eccessivamente in quanto potrebbe danneggiare l&#39;animale e influenzare il suo comportamento. </li><li> Utilizzando il pennello bagnato trasferire accuratamente le larve di piatti. Posizionare un gruppo di circa 30 larve al centro della piastra. Coprire la piastra con il coperchio già preparato con i quadranti e impostare la piastra sotto la sorgente di luce pronto per l&#39;esperimento (vedi sezzione 2). </li><li> Accendere la lampada luce bianca e avviare il timer. Lasciare la larva muoversi liberamente sulla piastra per 5 minuti, quindi rimuovere rapidamente il coperchio e contare il numero di larve al buio e nei quadranti luminosi. Marcare la posizione di ogni larva con un pennarello può facilitare il conteggio. In alternativa, fare una foto del piatto e contare a posteriori. Larve mostrando preferenza luce poco chiara, come larve strisciando sulle pareti o scavare nel agar deve essere considerato come preferenza neutro e solo essere incluso nel numero totale di larve quando l&#39;indice preferenza luce viene calcolato. </li><li> Dopo il conteggio, scartare la piastra con larve e sostituirla con una nuova piastra di prova per il prossimo esperimento. Raccogliere lastre utilizzate in un sacchetto di plastica autoclave per la manipolazione e lo smaltimento tardi. </li><li> Dopo aver eseguito un numero sufficiente di esperimenti di un nuovo genotipo può essere testata. 10-15 prove per genotipo sono sufficienti per l&#39;analisi. </li></ol> 5. L&#39;analisi des <ol><li> Per comodità di trasferire i dati ad un modulo dati in Excel (Microsoft) o Origine (Origin Lab) su un computer per ulteriori analisi statistiche. Disporre in una colonna il numero di animali in buio, in una seconda colonna il numero di animali in quadranti luce e nella terza il totale degli animali nella piastra (comprese larve &quot;neutro&quot;). </li><li> Calcolare l&#39;indice di preferenza (PREF) per il buio per ciascun esperimento utilizzando la seguente formula: PREF (buio) = (numero di larve nel buio - numero di larve di luce) / numero totale delle larve </li><li> Confrontare statisticamente un insieme di dati con un&#39;analisi appropriata per gruppi. Qui, usiamo un test di Wilcoxon per confrontare statisticamente due gruppi. Un test ANOVA con multiple-confronto di un Tukey post hoc test può essere fatto, se normale ipotesi di distribuzione si compie in un confronto di gruppo collettore. </li><li> Fai i grafici che mostrano chiaramente i confronti tra linee e punti di tempo lungo il ciclo giorno. We l&#39;uso del software Origin (Origine Lab) per testare la significatività statistica e generare grafici appropriati, ma qualsiasi altro software di statistica può essere utile. </li></ol>

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	<li>Sawin-McCormack, E. P., Sokolowski, M. B., Campos, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+genetic+analysis+of+Drosophila+melanogaster+photobehavior+during+larval+development.">Characterization and genetic analysis of Drosophila melanogaster photobehavior during larval development.</a> J. Neurogenet. 10, 119-135 (1995).</li><li>Sprecher, S. G., Pichaud, F., Desplan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+and+larval+photoreceptors+use+different+mechanisms+to+specify+the+same+Rhodopsin+fates.">Adult and larval photoreceptors use different mechanisms to specify the same Rhodopsin fates.</a> Genes Dev. 21, 2182-2195 (2007).</li><li>Sprecher, S. G., Desplan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Switch+of+rhodopsin+expression+in+terminally+differentiated+Drosophila+sensory+neurons.">Switch of rhodopsin expression in terminally differentiated Drosophila sensory neurons.</a> Nature. 454, 533-537 (2008).</li><li>Xiang, Y., 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=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>Diaz, N. N., Sprecher, S. 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O., Desplan, C., Blau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+pacemaker+neurons+transmit+and+modulate+visual+information+to+control+a+rapid+behavioral+response.">Circadian pacemaker neurons transmit and modulate visual information to control a rapid behavioral response.</a> Neuron. 45, 293-300 (2005).</li><li>Keene, A. C., 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=Distinct+visual+pathways+mediate+Drosophila+larval+light+avoidance+and+circadian+clock+entrainment.">Distinct visual pathways mediate Drosophila larval light avoidance and circadian clock entrainment.</a> J. Neurosci. 31, 6527-6534 (2011).</li><li>Gong, Z. 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=Two+Pairs+of+Neurons+in+the+Central+Brain+Control+Drosophila+Innate+Light+Preference.">Two Pairs of Neurons in the Central Brain Control Drosophila Innate Light Preference.</a> Science. 330, 499-502 (2010).</li><li>Lilly, M., Carlson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=smellblind:+a+gene+required+for+Drosophila+olfaction.">smellblind: a gene required for Drosophila olfaction.</a> Genetics. 124, 293-302 (1990).</li><li>Bodenstein, D., Demerec, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+postembryonic+development+of+Drosophila.">The postembryonic development of Drosophila.</a> Biology of Drosophila. , 275-367 (1950).</li><li>Pittendrigh, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+systems:+Entrainment.">Circadian systems: Entrainment.</a> Biological Rhythms. 4 Handbook of Behavioral Neurobiology, 95-124 (1981).</li><li>Collins, B., Kane, E. A., Reeves, D. C., Akabas, M. H., Blau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balance+of+Activity+between+LN(v)s+and+Glutamatergic+Dorsal+Clock+Neurons+Promotes+Robust+Circadian+Rhythms+in+Drosophila.">Balance of Activity between LN(v)s and Glutamatergic Dorsal Clock Neurons Promotes Robust Circadian Rhythms in Drosophila.</a> Neuron. 74, 706-718 (2012).</li><li>Keene, A. C., Sprecher, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seeing+the+light:+photobehavior+in+fruit+fly+larvae.">Seeing the light: photobehavior in fruit fly larvae.</a> Trends Neurosci. 35, 104-110 (2012).</li><li>von Essen, A. M., Pauls, D., Thum, A. S., Sprecher, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacity+of+visual+classical+conditioning+in+Drosophila+larvae.">Capacity of visual classical conditioning in Drosophila larvae.</a> Behav. Neurosci. 125, 921-929 (2011).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il test di preferenza luce descritta sfrutta l&#39;innata photobehavior larvale. Il test è facile da stabilire, permette molte ripetizioni a basso costo e fornisce preziose informazioni di rilevamento e di elaborazione della luce. Il paradigma sperimentale consente relativamente rapida quantificazione di quanti individui preferiscono chiaro o scuro. Tale preferenza può essere visualizzato come percentuale del greggio o in alternativa come Indice di Preferenza (PREF). Il PREF è espresso come differenza di animali che ...

Qui si descrive un test comportamentale basato sulla preferenza delle larve per scuro (o chiaro). Larve reagire con una risposta photonegative forte e stereotipie durante le fasi di foraggiamento (da L1 a L3 presto) 1. Il saggio è volto a valutare il comportamento photophobic della larva e confronta la preferenza chiaro o scuro di un gruppo di larve di muoversi liberamente in una capsula di Petri rivestito con agar. Questa analisi comportamentale fornisce non solo informazioni sulla sensibilità, l&#39;integrazione e temporale plasticità del sistema visivo, fornisce ulteriori suggerimenti su come sensibilità alla luce e il suo processo è controllato dal sistema circadiano. Il larvale occhio Drosophila (anche chiamato Organo Bowlig; BO), è il principale organo per la percezione della luce. Ogni occhio è composto da 12 fotorecettori (PR), otto PR esprimono il verde-sensibile rhodopsin6 (rh6) e quattro PR esprimere il blu-sensibile rhodopsin5 (RH5) 2,3. Oltre a PR, also di classe IV neuroni multidendritic, che coprono la parete del corpo larvale, sono stati identificati per rispondere alle nocivi intensità di luce 4,5. È anche noto che i neuroni pacemaker situati nel cervello larvale centrale esprimono la proteina sensibile alla luce Cryptochrome (Cry) che funge da sensore di luce blu orologio intrinseca all&#39;interno del cervello 6,7. Curiosamente photophobicity di animali di tipo selvatico mostra un componente circadiana a tempi diversi durante il corso del giorno e della notte durante il test con questo saggio. Le risposte alla luce di foraggiamento L3 larva hanno mostrato forte photophobicity all&#39;alba e photophobicity inferiore al crepuscolo durante il test di preferenza luce-buio 7. È interessante notare che solo RH5-PR sono necessari per evitare la luce, mentre Rh6-PR sono superflui. Entrambi, RH5-PR e Rh6-PR sono coinvolti nella regolazione dell&#39;orologio molecolare dalla luce 8. Il percorso Cry deve essere coordinata con gli altri percorsi di rilevazione della luce di orchestrare un appropriato uscita comportamentale nelcorso della giornata. Acetilcolina nel PR gioca un ruolo essenziale nel comportamento di evitamento luce così come trascinamento dell&#39;orologio molecolare. Blocco acetilcolina neurotrasmissione da PR a neuroni pacemaker circadiano riduce la risposta fotofobica nella preferenza saggio luce-oscurità 8. Impiegando lo stesso saggio, due coppie simmetriche di neuroni sono state recentemente identificate per commutare la preferenza luce del terzo stadio larvale di Drosophila 9. Queste due coppie di neuroni può essere funzionante durante ultime fasi larvali, quando gli animali lasciano il cibo per trovare presumibilmente un sito pupariation appropriato. Tuttavia, la questione di come le vie visive interagiscono e controllano il comportamento visivo larvale in modo circadiano rimane in gran parte senza risposta. Il saggio di preferenza luce consente confronti tra momenti circadiani, volano linee e statali circadiano con diverse qualità di luce. Il saggio è facilmente preparato e poco costoso ed è stato utile in precedenza in diversi laboratori per descrivere e studiare il comportamento derivato luce nella larva.

<table><tbody><tr><td>Agar</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5093-500G</td><td>2.5%; Sigma-Aldrich, 9471 Buchs, Switzerland </td></tr><tr><td>Petri dishes</td><td>Greiner Bio-One GmbH</td><td>633180</td><td>90-mm diameter; Greiner Bio-One GmbH, 4550 Kremsmeinster, Austria</td></tr><tr><td>LEDs Lamp</td><td>OSARAM</td><td>80012 White</td><td>LED lamp, 80012 White</td></tr><tr><td>Environment Meter</td><td>PCE</td><td>PCE EM882</td><td>Lux, Temp, RH%</td></tr><tr><td>Thermostatic cabinet</td><td>Aqua Lytic (Liebherr)</td><td>ET636-6</td><td></td></tr><tr><td>Light timer</td><td>Timer T</td><td>6185.104</td><td>230V/50HZ (check specifications for your country)</td></tr><tr><td>Universal thermostat</td><td>Conrad</td><td>UT200</td><td></td></tr><tr><td>Humidifier</td><td>Boneco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balck tape</td><td>Tesa</td><td></td><td>5 cm </td></tr><tr><td>Glue</td><td>Uhu</td><td></td><td></td></tr><tr><td>lncubator lamp</td><td>Phillips</td><td>Softtone</td><td>5W</td></tr><tr><td>Timer clock</td><td>Ziliss</td><td></td><td>Ziliss, Switzerland</td></tr><tr><td>Excel Software</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Excel</td></tr><tr><td>Origin Software 8.5</td><td>OriginLab</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Backer Yeast</td><td>Migros Switzerland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Iron support stand 17X28CM</td><td>Fisher Scientific</td><td>S47808</td><td></td></tr><tr><td>Acetic acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A6283-100ML</td><td>20% acetic acid dilluted in H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td></tr><tr><td>Red light lamp</td><td>Phillips</td><td>PFE712E*8C</td><td></td></tr><tr><td>Spatula </td><td>Fisher Scientific</td><td>14-373-25A</td><td></td></tr><tr><td>Power supply</td><td>EA</td><td>EA PS 2042-06B</td><td>Optional</td></tr><tr><td>Aluminium foil</td><td>Prix Coop</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heater</td><td>GOON</td><td>NSB200C</td><td></td></tr><tr><td>Microwave Oven</td><td>Intertronic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard corn meal fly food</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Destilled water </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

light preference assay to study innate and circadian regulated photobehavior in drosophila larvae

Atti luce come segnale ambientale per controllare il comportamento degli animali a vari livelli. Il sistema nervoso Drosophila larvale è usato come un modello unico per rispondere alle domande di base su come le informazioni luce viene elaborato e condiviso tra i comportamenti rapidi e circadiano. Visualizzare larve di Drosophila un comportamento di evitamento stereotipata quando esposti alla luce. Per studiare i comportamenti crepuscolare relativamente semplici test preferenza luce-buio possono essere applicati. Nei vertebrati e artropodi i percorsi neurali coinvolti nella rilevazione ed elaborazione input visivi si sovrappongono parzialmente a quelle di elaborazione photic informazioni circadiano. La questione affascinante di come il sistema di rilevamento della luce e il sistema circadiano interagiscono per mantenere uscite comportamentali coordinati rimane largamente inesplorato. Drosophila è un modello impatto biologico affrontare questi problemi, a causa di un piccolo numero di neuroni nel cervello e la disponibilità di strumenti genetici per MANIPUL neuronalezione. Il saggio di preferenza chiaro-scuro presentato consente l&#39;indagine di una serie di comportamenti visivi tra cui il controllo circadiano di fototassi.

Seguendo il protocollo descritto in precedenza, abbiamo testato la preferenza chiaro-scuro nei primi mesi del terzo stadio larvale di tipo selvatico Canton-S vola a due diversi tempi circadiani CT0 e CT12. Adulti sono stati allevati 12 ore di luce a 12 ore buio e lasciati a deporre le uova per 12 ore. Le larve crescono i primi due giorni sotto lo stesso regime di chiaro-scuro. Dal momento che abbiamo voluto testare la modulazione circadiana in condizioni costanti (free running dell&#39;orologio circadiano), larve sono s...

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

Qui si descrive un test di preferenza chiaro-scuro per Drosophila larva. Questo test fornisce informazioni sulla regolazione innata e circadiano di luce di rilevamento ed elaborazione photobehavior.

Luce Preferenza Assay per studiare Innata e circadiano Photobehavior Regolamentato<em&gt; Drosophila</em&gt; Larve

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 ...

light-preference-assay-to-study-innate-circadian-regulated

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

12.8K Views.  University of Fribourg. Qui si descrive un test di preferenza chiaro-scuro per Drosophila larva. Questo test fornisce informazioni sulla regolazione innata e circadiano di luce di rilevamento ed elaborazione photobehavior.

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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.

Saggio attività locomotoria per studiare ritmi circadiani del sonno e parametri in Drosophila</em

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

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Neuroscienze

An Adjustable High-Definition Imaging System for Behavioral Studies of Drosophila Adults

Drosophila melanogaster is a very powerful model in biological research, but a bad model for photography or videography. This paper describes a simple but effective method to observe and document the behavior or morphology of flies. Flies were placed in a translucent observation chamber c.a. &#216;15 x 5mm (no food inside) or &#216;15 x 12 mm (with an 8 mm-high piece of food inside). After covering with an ultraviolet (UV)/clear filter with high light transmittance, the chamber was placed under a 5-50x zoom stereo microscope, and mini light-emitting diode (LED) video lights were placed on both sides of the microscope to illuminate the chamber to obtain uniform, soft, bright, and nearly shadow-free light. Then, a compact digital camera with 3-5x optical zoom, which can record 1080 P high-definition or higher resolution video (at a frame rate of &#8805;30 fps), was connected to the eyepiece of microscope through a bracket, and photographs or videos were taken through the eyepiece. By adjusting the zoom knob of the zoom stereo microscope, it was very easy to track the flies and take panoramic or detailed close-up images as needed, while the camera recorded everything under the microscope. Because the flies can stay at any position in the chamber, they can be observed and recorded from all directions. The photographs or videos taken are of good image quality. This method can be used both for scientific research and teaching.

An Adjustable High-Definition Imaging System for Behavioral Studies of Drosophila Adults

This protocol describes how to make a simple adult Drosophila behavior observation chamber, and how to take high-definition photographs/videos of the morphology or behavior of different types of fruit flies in the observation chamber through relatively simple and affordable methods.

Un sistema di imaging ad alta definizione regolabile per studi comportamentali di adulti drosofili

Drosophila melanogaster is a very powerful model in biological research, but a bad model for photography or videography. This paper describes a simple but ...

Comportamento

Single-cell Resolution Fluorescence Live Imaging of Drosophila Circadian Clocks in Larval Brain Culture

The circadian pacemaker circuit orchestrates rhythmic behavioral and physiological outputs coordinated with environmental cues, such as day/night cycles. The molecular clock within each pacemaker neuron generates circadian rhythms in gene expression, which underlie the rhythmic neuronal functions essential to the operation of the circuit. Investigation of the properties of the individual molecular oscillators in different subclasses of pacemaker neurons and their interaction with neuronal signaling yields a better understanding of the circadian pacemaker circuit. Here, we present a time-lapse fluorescent microscopy approach developed to monitor the molecular clockwork in clock neurons of cultured Drosophila larval brain. This method allows the multi-day recording of the rhythms of genetically encoded fluorescent circadian reporters at single-cell resolution. This setup can be combined with pharmacological manipulations to closely analyze real-time response of the molecular clock to various compounds. Beyond circadian rhythms, this multipurpose method in combination with powerful Drosophila genetic techniques offers the possibility to study diverse neuronal or molecular processes in live brain tissue.

Single-cell Resolution Fluorescence Live Imaging of Drosophila Circadian Clocks in Larval Brain Culture

The goal of this protocol is to establish ex vivo Drosophila larval brain culture optimized to monitor circadian molecular rhythms with long-term fluorescence time-lapse imaging. The application of this method to pharmacological assays is also discussed.

Cella singola risoluzione fluorescenza Live Imaging di Drosophila orologi circadiani nel cervello larvale cultura

The circadian pacemaker circuit orchestrates rhythmic behavioral and physiological outputs coordinated with environmental cues, such as day/night cycles. ...

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a considerable amount of information has been generated regarding ORN responses to odorants, the role of specific ORNs in driving behavioral responses remains poorly understood. Complications in behavior analyses arise due to different volatilities of odorants that activate individual ORNs, multiple ORNs activated by single odorants, and the difficulty in replicating naturally observed temporal variations in olfactory stimuli using conventional odor-delivery methods in the laboratory. Here, we describe a protocol that analyzes Drosophila larval behavior in response to simultaneous optogenetic stimulation of its ORNs. The optogenetic technology used here allows for specificity of ORN activation and precise control of temporal patterns of ORN activation. Corresponding larval movement is tracked, digitally recorded, and analyzed using custom written software. By replacing odor stimuli with light stimuli, this method allows for a more precise control of individual ORN activation in order to study its impact on larval behavior. Our method could be further extended to study the impact of second-order projection neurons (PNs) as well as local neurons (LNs) on larval behavior. This method will thus enable a comprehensive dissection of olfactory circuit function and complement studies on how olfactory neuron activities translate in to behavior responses.

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

This protocol analyzes navigational behavior of Drosophila larva in response to simultaneous optogenetic stimulation of its olfactory neurons. Light of 630 nm wavelength is used to activate individual olfactory neurons expressing a red-shifted channel rhodopsin. Larval movement is simultaneously tracked, digitally recorded, and analyzed using custom-written software.

Il comportamento larvale della drosofila in risposta alla stimolazione optogenetica dei neuroni olfattivi di rilevamento

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a ...

Design and Analysis of Temperature Preference Behavior and its Circadian Rhythm in Drosophila

The circadian clock regulates many aspects of life, including sleep, locomotor activity, and body temperature (BTR) rhythms1,2. We recently identified a novel Drosophila circadian output, called the temperature preference rhythm (TPR), in which the preferred temperature in flies rises during the day and falls during the night 3. Surprisingly, the TPR and locomotor activity are controlled through distinct circadian neurons3. Drosophila locomotor activity is a well&#160;known circadian behavioral output and has provided strong contributions to the discovery of many conserved mammalian circadian clock genes and mechanisms4. Therefore, understanding TPR will lead to the identification of hitherto unknown molecular and cellular circadian mechanisms. Here, we describe how to perform and analyze the TPR assay. This technique not only allows for dissecting the molecular and neural mechanisms of TPR, but also provides new insights into the fundamental mechanisms of the brain functions that integrate different environmental signals and regulate animal behaviors. Furthermore, our recently published data suggest that the fly TPR shares features with the mammalian BTR3. Drosophila are ectotherms, in which the body temperature is typically behaviorally regulated. Therefore, TPR is a strategy used to generate a rhythmic body temperature in these flies5-8. We believe that further exploration of Drosophila TPR will facilitate the characterization of the mechanisms underlying body temperature control in animals.

Design and Analysis of Temperature Preference Behavior and its Circadian Rhythm in Drosophila

We recently identified a novel Drosophila circadian output, temperature preference rhythm (TPR), in which the preferred temperature in flies rises during the day and falls during the night. TPR is regulated independently from another circadian output, locomotor activity. Here&#160;we describe the design and analysis of TPR in Drosophila.

Progettazione e analisi del comportamento delle preferenze di temperatura e del suo ritmo circadiano in Drosophila

The circadian clock regulates many aspects of life, including sleep, locomotor activity, and body temperature (BTR) rhythms1,2. We recently identified a ...

Biologia

Analysis of Circadian Photoresponses in Drosophila Using Locomotor Activity

Circadian rhythms are only beneficial to animals if they can be synchronized by changes of ambient conditions. Light and temperature are two dominant environmental parameters that synchronize animal circadian clocks. In Drosophila circadian photo-responses are mediated by a solely blue light photoreceptor named CRYPTOCHROME (CRY). Upon photoreception, CRY changes its conformation and initiates the proteosomal dependent degradation of TIMELESS (TIM). TIM is an important pacemaker protein, thus degradation of TIM will reset the circadian clock. Under constant light conditions (LL), wild type flies quickly become arrhythmic because of the constant degradation of TIM, while flies bearing defects with circadian photo-responses will still be rhythmic. Thus LL triggered arrhythmicity has been used for screening of components in circadian light input pathways. A brief short light pulse in the night can also dramatically shift phases of circadian rhythms. As expected, this phase shift response is reduced in flied with defects in circadian photoresponse. Thus analyzing locomotion behavior rhythmicity under LL or phase changes after short light pulse in constant darkness (DD) are two major methods to study circadian photoresponse. Here we describe how to design and analyze LL and phase response experiments. LL arrhythmicity is suitable for screening light input pathways mutants, whereas phase response validates the results and provide further information for light sensitivity.

Drosophila locomotor activity is a robust and quantitative measurement of circadian photo-responses. We describe protocols for designing behavior experiments for circadian photo-responses and analyzing the data. Studying the circadian photo-responses is important for dissecting the neuronal and molecular mechanisms of light entrainment.

Circadian rhythms are only beneficial to animals if they can be synchronized by changes of ambient conditions. Light and temperature are two dominant ...

Light Spot-Based Assay for Analysis of Drosophila Larval Phototaxis

The larvae of Drosophila melanogaster show obvious light-avoiding behavior during the foraging stage. Drosophila larval phototaxis can be used as a model to study animal avoidance behavior. This protocol introduces a light-spot assay to investigate larval phototactic behavior. The experimental set-up includes two main parts: a visual stimulation system that generates the light spot, and an infrared light-based imaging system that records the process of larval light avoidance. This assay allows tracking of the behavior of larva before entering, during encountering, and after leaving the light spot. Details of larval movement including deceleration, pause, head casting, and turning can be captured and analyzed using this method.

Light Spot-Based Assay for Analysis of Drosophila Larval Phototaxis

This protocol introduces a light-spot assay to investigate Drosophila larval phototactic behavior. In this assay, a light spot is generated as light stimulation, and the process of larval light avoidance is recorded by an infrared light-based imaging system.

Analisi basata su macchie di luce per l'analisi di Drosophila Larval Phototaxis

The larvae of Drosophila melanogaster show obvious light-avoiding behavior during the foraging stage. Drosophila larval phototaxis can be used as a model ...

Behavioral Assays for Optogenetic Manipulation of Neural Circuits in Drosophila melanogaster

Optogenetics has become a fundamental technique in neuroscience, enabling precise control of neuronal activity through light stimulation. This study introduces easy-to-implement setups for applying optogenetic methods in Drosophila melanogaster. Two optogenetic tools, CsChrimson, a red-light-activated cation channel, and GtACR2, a blue-light-activated anion channel, were employed in four experimental approaches. Three of these approaches involve single-fly experiments: (1) a blue-light optogenetic thermotactic positional preference assay targeting temperature-sensitive heating cells, (2) a red-light optogenetic positional preference assay activating bitter sensing neurons, and (3) a proboscis extension response assay activating the sweet-sensing neurons. The fourth approach (4) is a fly maze setup to assess avoidance behaviors using multiple flies. The ability to manipulate neural activity temporally and spatially offers powerful insights into sensory processing and decision-making, underscoring the potential of optogenetics to advance our knowledge of neural function. These methods provide an accessible and robust framework for future research in neuroscience to enhance the understanding of specific neural pathways and their behavioral outcomes.

This paper presents methods for optogenetic manipulation in Drosophila melanogaster, utilizing CsChrimson and GtACR2 to activate and silence specific neurons. Four experiments are described to utilize optogenetics to explore thermotactic and gustatory behaviors, providing insights into the underlying neural mechanisms governing these processes.

Saggi comportamentali per la manipolazione optogenetica dei circuiti neurali in Drosophila melanogaster

Optogenetics has become a fundamental technique in neuroscience, enabling precise control of neuronal activity through light stimulation. This study ...

Circadian Entrainment of Drosophila Melanogaster

Nearly universal among organisms, circadian rhythms coordinate biological activity to earth&#39;s orbit around the sun. To identify factors creating this rhythm and to understand the resulting outputs, entrainment of model organisms to defined circadian time-points is required. Here we detail a procedure to entrain many Drosophila to a defined circadian rhythm. Furthermore, we detail post-entrainment steps to prepare samples for immunofluorescence, nucleic acid, or protein extraction-based analysis.

Here, we detail how to synchronize Drosophila to a circadian day. This is the first, and most important step necessary for studying biological rhythms and chronobiology.

Ingresso circadiano della Drosophila Melanogaster

Nearly universal among organisms, circadian rhythms coordinate biological activity to earth&#39;s orbit around the sun. To identify factors creating this ...

Light Spot Assay: A Method to Investigate Drosophila Phototactic Behavior

Source: Sun, Y., et al. <a href="https://www.jove.com/video/60235/" target="_blank">Light Spot-Based Assay for Analysis of Drosophila Larval Phototaxis</a>. J. Vis. Exp. (2019).
Drosophila larvae are light-sensitive and respond to changes in surrounding light. This video describes an assay that tests their ability to avoid light, called the light spot assay. The featured protocol demonstrates how to set up the assay with a blue light LED and shows how to record the animal&#39;s behavior in response to the light encounter.

Saggio del punto luminoso: un metodo per studiare il comportamento fototattico della Drosophila

Source: Sun, Y., et al. Light Spot-Based Assay for Analysis of Drosophila Larval Phototaxis. J. Vis. Exp. (2019).
Drosophila larvae are light-sensitive ...

Luce Preferenza Assay per studiare Innata e circadiano Photobehavior Regolamentato

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Saggio attività locomotoria per studiare ritmi circadiani del sonno e parametri in Drosophila