Name: the treadwheel: interval training protocol for gently induced exercise in drosophila melanogaster
Uploaded: 2018-06-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 21 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster at JoVE.com

우리는 줄리 Jarnigan, 메러디스 오웬스, 레이첼 힐, 브랜든 Moye로 라 Mafla, 올리비아, 생선과 비행 축산 및 이미지 처리와 함께 그들의 도움에 대 한 리드 연구소의 나머지 부분을 감사 하 고 싶습니다. 숀 멘데스 UAB 머신 샵의 도움으로 원래 TreadWheel 내장. 이 연구에 대 한 자금 LKR 학부 창의력과 켈리와 BJW 알라바 마의 대학에 연구 아카데미 NIH R01 GM 098856에 의해 제공 했다.

1. TreadWheel 설치 및 운영
참고: 기계 건설 운동 TW에 설계도 대 한 보충 그림 1 을 참조 하십시오. 부품 재료의 테이블에에서 나열 됩니다. 어구 "TW", "TreadWheel", "운동 기계", 및 "기계"는 프로토콜을 통해 같은 의미로 사용 됩니다.
<ol><li>
보정 되도록 전체 회전 기간 15 전원 스위치를 사용 하 여 모터 s (4 rpm). 회전 팔에 연결 된 보안된 클램프로 플라이 튜브를 배치 하기 전에 기계 회전 속도 보정.
	<ol>
<li>표준 초시계와 일시적으로 작은 페인트 브러시 회전 괄호 중 하나를 만지고 그냥 브러쉬 모터 커버 테이프 등 컴퓨터에 연결 된 부동 개체를 사용 하 여 속도 조정 합니다. 회전 수를 기준점으로 부동 개체를 사용 하 여 1 분에 시간과 15 s 회전 기간 (4 rpm)를 달성 하기 위해 속도 조정.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 비행 수집 및 유지 보수
참고: 모든 파리 50% 습도 및 아래에서 설명 하는 벤치탑 조작 사이 12 h 명암 주기 25 ° C 인큐베이터에 유지 됩니다. 파리는 다른 설명이 없는 한 표준 cornmeal 당 밀 랩 다이어트를 먹인 다.
<ol><li>
애벌레로 부 화는 달걀을 수집을 애플 주스 한 접시, 접시, 당 효 모 반죽과 6 온스 플라스틱 병의 한 방울을 사용 하 여 관심사의 각 유전자 형에 대 한 누워 챔버를 준비 합니다.
	<ol>
<li>준비 애플 주스 한 천 배지, 3% 천 35 m m x 10 m m 접시 ¾-전체 채우기가 사과 주스에 녹아. 사용까지 냉장고에 응고 접시를 저장.</li>
		<li>50 mL 원뿔 원심 분리기 튜브에서가 활성 건조 효 모 누 룩의 각 그램에 물 2 mL의 비에 증류수 결합 되어 있습니다. 케 찹 유리 교 반 막대를 사용 하 여 일관성 붙여넣기를 만드는 물으로 혼합 효 모. 원하는 일관성을 달성 하기 위해 필요에 따라 누 룩과 물 비율을 조정 합니다.</li>
		<li>사용 하는 사이 냉장고에서 효 모 반죽을 저장 합니다. 튜브 캡 드 가스 처리 있도록 느슨한 유지.</li>
		<li>날카로운 바늘을 사용 하 여 또는 6 온스에 작은 구멍을 펀치 칼 누워 챔버에 대 한 환기 구멍으로 광장 아래쪽 병 (폴 리 프로필 렌).</li>
		<li>각 애플 주스 한 천 격판덮개에 효 모 반죽 (직경에서 3 m m)의 작은 자리를 줘 봐.</li>
	</ol>
</li>
	<li>6 온스 병 및 사과 주스 한 천 배지와 모자 병에 원하는 유전자 형의 성인 파리를 배치 합니다. 고무 밴드와 함께 병에 접시를 보호 합니다. 반전, 그리고 성인 계란을 낳을 수 있도록 인큐베이터에 배치.</li>
	<li>애플 주스 한 천 배지는 누워 실에는 하루에 두 번 (아침과 저녁) 변경 합니다. 첫 번째 수 있도록 또 다른 12-24 h에 대 한 인큐베이터에서 두고 사용 접시 애벌레 부 화를 탈피 하 고</li>
	<li>수집 처음에 얇은 붓 또는 컬렉션 선택 (유연한 얇은 바늘 핸들에 연결 된)를 사용 하 여 애벌레 탈피. 장소 50 처음 개발을 원하는 실험 음식 유형 및 완전 변성 동안 인큐베이터 (그림 2A)에 음식 유리병에 특정 유전자 형의 애벌레 탈피.</li>
	<li>
성인 운동 치료 (그림 2A)에 대 한 수집 합니다.
	<ol>
<li>Pupation에 작은, 젖은 붓으로 번데기를 수집 하 고 빈 튜브 일수로 성인 파리 애벌레 다이어트에 노출 되지 않도록 하려면 이전에.</li>
		<li>Eclose 그들은 표준 실험실 다이어트 음식 튜브를 성인 파리를 전송 합니다. 일수로, 후 1 ~ 5 일 파리 섹스에 따라 구분 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>성인의 수집 된 각 실험에 지정 반 고 제어 그룹. 병 당 50 파리의 농도에서 표준 랩 다이어트의 튜브에 파리를 유지 합니다.</li>
	<li>전송 성인 신선한 음식 튜브를 매 2 일 운동을 하는 동안 붙어 점점에서 그들을 방지 하기 위해. 파리를 도입 하기 전에 즉시 새로운 음식에 보충 라이브 누 룩의 몇 가지 곡물을 추가 합니다. 참고: 그것은 살아있는 효 모 보충 없이 파리를 유지 수, 우리는 발견 성인 파리 최고의 보완 수행. 살아있는 효 모 보충 연구자의 실험 목표에 맞게 수정할 수 있는 변수 이다.</li>
</ol>3. 운동 프로토콜
<ol><li>운동 (1 일)의 첫 날, 푸시 유리병 음식과 운동 튜브 (그림 1C)에 플러그 사이 공간 제어 튜브에 1 cm와 6 cm의 공간을 떠나 플러그. 참고: 제어 튜브 운동 기계에 이동 하는 파리에 대 한 공간이 제한 됩니다 고 따라서 파리에 참여 합니다 많은 운동 튜브에 보다 덜 운동.</li>
	<li>튜브 클램프, 놓고 그 후 파리에 게 10 분 (그림 1B) 기계에 적응. 참고: 일반적으로 이동 하는 벤치탑에 하기 파리 6 cm 간격 (유리병) 운동 기계에 인접 한 유지 하는 대체 컨트롤이입니다. "TreadWheel에 1 cm" 및 "6 cm 벤치탑에" 컨트롤 운동의 비슷한 결과11을발견 되었습니다.</li>
	<li>
모두 제어 치료를 운동 회전 기계에 일정 한 실내 온도에서 회전 및 나머지 (그림 1D)의 복싱 교류 주당 5 일 연속에 대 한 있습니다. 참고: 일정 한 온도 활동 수준에 온도의 혼란 효과 피하기 위해 필요 합니다. 온도 조작 연구, 운동 훈련 기간 동안 온도 처리를 수정 하는 인큐베이터 안에 TW를 놓습니다.<ol>
<li>주 1 일 운동의 4 15 분 복싱에 대 한 컴퓨터를 실행 합니다. 이러한 관찰 5 분 휴식 기간으로 대체.</li>
		<li>다음 일 기존 운동 복싱 중 운동 5 분을 추가 합니다. 예를 들어 하루 2, 첫 번째 운동 시 합 20 분 길이, 만들지만 긴 15 분 복싱의 나머지를 유지.</li>
		<li>3 일에 첫 두 복싱 동안 및 15 분 20 분 파리 다음 두 복싱에 대 한 운동.</li>
		<li>4 일에 15 분 긴 해야 최종 시 합을 제외 하 고 모든 20 분 운동 복싱을 사용 합니다.</li>
		<li>5 일째에 모든 운동 복싱 20 분 오래 유지. 참고: 나머지 기간 동안, 파리를 포함 하는 튜브 있어야는 TW에 안전 하 게 클램프 합니다. 이 기간 동안 튜브의 방향 모든 파리에 의해 경험 중력 같은 방향에서 올 것입니다 때문에 무관 하다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>특정된 날짜에 대 한 운동 치료를 완료 한 후 그들의 정상적인 위치로 식품 유리병 플러그를 반환 하 고 날까지 그들의 부 화기에 파리를 반환 합니다.</li>
	<li>전체 운동 정권의 완료 anesthetize 후 파리 표준을 사용 하 여 CO2 마 취 방법을 비행. 다음 전송 새로운 음식 튜브 또는 microcentrifuge 튜브의 phenotypic 특성의 평가 대 한 이동합니다. 참고: 예를 들어 고기 등반 능력 (식품 유리병), 트리 글리세라이드 스토리지 (microcentrifuge 튜브), 또는 유전자 발현 (microcentrifuge 튜브) 포함. 프로토콜 수행 평가 따라 적절 하 게 저장 하는 샘플 여기 일시 중지 될 수 있습니다. 살아있는 파리를 포함 분석 phenotypic 분석 결과의 특정 목표에 따라 신속 하 게 실시 해야 합니다.</li>
</ol>4. 등반 평가
<ol><li>
나머지 운동 프로토콜의 완료 후의 어느 날, 후 빠른 반복 부정적인 geotaxis (반지)를 사용 하 여 성능을 등반 일반 비행 테스트-22시험의 부정적인 geotaxis 등반 처럼.
	<ol>
<li>빈 유리병에 그룹 10 파리의 장소 CO2 마 취를 사용 하 여 (또는 경우 이미 정렬 음식 튜브에서 직접 도청) 파리 탈출 하지 못하도록 파라핀 필름으로 밀봉. 새로운 병에 적응 파리 적어도 10 분에 게. 이상의 팁을에서 병을 방지 하기 위해 추가 면적을 제공 하는 유리병의 바닥에 ~ 5 cm 직경 두꺼운 용지 원 테이프. 참고: 병 마 개 사용할 수 없습니다 그들은 높이 결정 하는 데 사용 하는 유리병의 일부를 방해 하기 때문에 올랐다.</li>
		<li>내장 타이머 (타이머 카메라 응용 프로그램 작동 잘와 스마트폰) 탑재, 고정 된 카메라의 전체 보기에 튜브 1 cm × 1 cm 그리드 앞 20cm를 배치 합니다.</li>
		<li>유리병의 바닥 아래로 모든 파리를 노크 카운터 3 번에 부드럽게 튜브를 누릅니다. 3 시간 유리병, 도청 후 즉시 4 s 카메라 타이머 각 비행에 의해 상승 하는 높이 확인 하려면 이미지 캡처를 시작 합니다. 참고: 도청 할 수 일관 된 강렬에 및 도청으로 인해 파리의 응답에 있는 변화를 최소화 하기 위해 각 운동 제어 반면에서 같은 연구원에 의해.</li>
		<li>실험, 병 당 3 개의 시험의 총 생산 사이 적어도 1 분 나머지와 함께 두 번, 4.1.3 단계를 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
등산 분석 결과 완료 된 후에 즉시 다른 분석에 대 한 파리를 보존, 플래시 액체 질소에 침수에 의해 파리를 동결.
	<ol>
<li>얕은, 오픈 topped dewar 플라스 크를 사용 하 여 액체 질소로 ~ 5 cm의 깊이에 가득합니다.</li>
		<li>전송 파리 dewar 플라스 크의 CO2 마 취 그리고 장소 튜브를 사용 하 여 작은 microcentrifuge 관에 액체 질소로 가득 합니다. 또는, CO2의 제거를 요구 하는 미래 분석 스냅 동결 파리 그들의 등반 튜브에서 직접 하단 액체 질소에 빠져들은 다음에 냉동된 파리를 전송 하는 동안 그들의 유리병의 바닥에 파리를 부드럽게 눌러 microcentrifuge 튜브 집게를 사용 하 여입니다. 참고: 액체 질소 저온 이며 적절 한 보호 장비 및 객실 환기만 사용 해야 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ImageJ23 멀티 포인트 선택 도구를 사용 하 여 프로세스 이미지.
	<ol>
<li>ImageJ 내 처리에 대 한 이미지를 엽니다.</li>
		<li>각 개별 비행에 의해 상승 하는 거리를 계산 하기 위해 배경 그리드 종이에 따라 1 cm 규모를 설정 합니다. "선 도구" 도구 모음에서 추적 1 cm2 광장의 한쪽에 배경 그리드 종이에서 사용 합니다. "분석" 탭에서 클릭 하 고 "비율 설정"을 선택 합니다. '1.00' 및 "cm'," 길이의 단위 "확인 되었는지"글로벌"," 알려진 거리 "를 설정 하 고"확인 "을 클릭 합니다.</li>
		<li>도구 모음에서 "멀티 포인트 선택" 아이콘을 선택 하 고 이미지에서 유리병의 하단에 확대. 유리병의 가장 낮은 부분에 클릭 하 여 유리병의 맨으로 첫 번째 점을 설정 합니다.</li>
		<li>데이터 요소 표시를 유리병에 각 비행의 중앙에 클릭 하십시오. 유리병 11 포인트, 유리병의 바닥을 표시 한 고 각 비행에 대 한 하나는 기록해 둡니다.</li>
		<li>"분석" 탭에서 클릭 하 고 "측정" 측정 된 값의 테이블을 생성을 선택 합니다. Csv 파일에서 테이블을 저장 합니다.</li>
		<li>스프레드시트 프로그램에서 csv 파일을 열고 측정된 값 테이블에서 포인트 1에서 2-11 점의 y 값을 빼서 각 비행에 의해 상승 하는 정확한 거리를 계산 합니다.</li>
		<li>각 이미지에 대 한 4.3.1 4.3.6 통해 단계를 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 트리 글리세라이드 스토리지 분석 결과
참고: 샘플, 표준, 글리세롤 표준 솔루션 및 triglycerol 작업 솔루션 분석 결과 전체 사용 프로토콜의 동안 얼음에 보관 해야 하 고 때 사용 중인 냉장고에 저장 한다.
<ol><li>
글리세롤 표준 솔루션을 사용 하 여 표준 준비.
	<ol>
<li>B. 표시 된 microcentrifuge 튜브를 균질 버퍼의 1000 µ L을 추가 하 여 빈 (B) 만들기</li>
		<li>글리세롤 표준 솔루션의 1000 µ L s 1 라는 microcentrifuge 튜브에 추가 하 여 표준 1 (S1), 잘, 당 2.5 mg/mL를 확인 합니다.</li>
		<li>표준 2 (S2), 잘, 당 1.25 mg/mL 500 µ L 글리세롤 표준 솔루션의 diH2O s 2 라고 표시 된 microcentrifuge 관에서의 500 µ L을 추가 하 여 확인 합니다.</li>
		<li>글리세롤 표준 솔루션의 250 µ L diH2O s 3 라는 microcentrifuge 튜브에 750 µ L을 추가 하 여 표준 3 (S3), 잘, 당 0.625 mg/mL를 확인 합니다.</li>
		<li>S4 표시 microcentrifuge 튜브에 diH20의 875 µ L을 125 µ L의 글리세롤 표준 솔루션을 추가 하 여 표준 4 (S4), 잘, 당 0.3125 mg/mL를 확인 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
혈 청 트리 글리세라이드 결정 키트에서 triglycerol 작업 솔루션을 준비 합니다.
	<ol>
<li>키트에서 무료 글 리세 린 시 약을 diH2O의 40 mL를 추가 하 고 병을 반전 하 여 혼합.</li>
		<li>키트에서 트리 글리세라이드 솔루션 diH2O 10 mL을 추가 하 고 병을 반전 하 여 혼합.</li>
		<li>글리세롤 시 약 및 트리 글리세라이드 솔루션을 결합 하 고 반전 triglycerol 작업 솔루션을 준비 하 여 혼합. 참고: triglycerol 작업 솔루션 60 일 동안 좋은 이며 아래 프로토콜을 사용 하 여 키트 당 4 96 잘 접시 분석을 완료할 수 있습니다. 사용 된 볼륨 96 잘 접시 형식에 사용 하기 위해 공식 혈 청 트리 글리세라이드 결정 키트에서 비례 축소 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
신중 하 게 각 표준의 5 µ L 96 잘 평면 바닥, 3 중 (또는 quadruplicate는 빈에 대 한) 명확한 microplate에 pipetting으로 빈 및 표준 확인 합니다.
	<ol>
<li>각 잘을 포함 하는 표준에 Triglycerol 작업 솔루션의 정확 하 게 125 µ L를 추가 합니다. 30 분 동안 반응 솔루션을 허용 합니다.</li>
		<li>분 광 광도 계에 96 잘 접시를 놓고 540에서 흡 광도 읽고 nm. 흡 광도 측정을 사용 하 여 표준 곡선을 작성 하 고 R2 값을 계산 하 여 표준의 정확도 확인 합니다. 기준에 대 한 R2 를 사용 하 여 0.98 보다 작으면, 표준에 더 신중 하 게 준비 다시.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
트리 글리세라이드 저장14 냉동 10를 포함 하는 microcentrifuge 튜브를 사용 하 여 분석 결과의 1 일 시작 각 난다. 참고: 반복 또는 다중 채널 피 펫 해야 결코 사용이 단계에서 분석 결과에서 사용 하는 각 시 약의 양을 아주 정확 하 고 재현 가능한 결과 얻으려면 일관 해야 하기 때문에. 우리의 경험에서는, 반복 및 다중 채널 펫 필요가 없습니다이 정도의 정확성과 일관성. 단일 채널 피 펫에서 각 약 수를 시각적으로 품질 관리에 대 한 실험에 의해 확인 될 수 있다 하 고 어떤 단일 채널 피 펫 전용 편견 같은 정도로 모든 샘플에서 경험이 될 것입니다.<ol>
<li>KH2포40.272 g, 0.5 M EDTA의 400 µ L 199.6 mL diH2유리병에 O의 결합 하 여 균질 버퍼의 200 mL 재고를 준비 합니다.</li>
		<li>10 성인 등산 분석 결과 후 동결을 포함 하는 40 microcentrifuge 튜브의 각 균질 버퍼의 정확히 100 µ L를 추가 합니다. 다음, 30에 대 한 샘플을 원심에서 18000 g s.</li>
		<li>갈기 전동된 그 라인 더와 유 봉 (또는 다른 형태의 조직 균질) 밀키 솔루션 준비 하를 사용 하 여 이동 합니다. 각 샘플에 사용 되는 신선한 유 봉 다는 것을 확인 하십시오. 그런 다음, 원심 18000 g에서 2 분에 대 한 샘플.</li>
		<li>새로운 microcentrifuge 튜브로만 각 관에서 표면에 뜨는 액체의 정상 75 µ L 플라스틱. 펠 릿에서 아무 비행 비트 이상의 전송 됩니다 확인 하십시오. 냉장고에 하룻밤 새 튜브를 배치 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
냉장고에서 하루 1 샘플을 제거 하 여 트리 글리세라이드 프로토콜의 주 2를 시작 합니다. 참고: 단계 5.5 5.4로 같은 날 수행 수 있습니다 하지만 우리는 냉장고에 하룻밤 후 더 강력한 수 트리 글리세라이드 농도 대 한 신호를 발견. 그러나, 단계 5.4와 5.5 사이 시간 36 h를 넘지 말아야 한다.<ol>
<li>(선택 사항) 10 s와 피 펫에 대 한 표면에 뜨는 액체와 함께 첫 번째 튜브 소용돌이 깨끗 한 microcentrifuge 관으로 5 µ L. 새로운 microcentrifuge 튜브에 0.15 M NaCl의 95 µ L를 추가 합니다. 원하는 경우 이러한 하위 단백질의 분석 결과 나중에-20 ° C 냉동 실에 저장 합니다. 참고: 이러한 샘플 추가 NaCl 솔루션 상쾌한의 단백질 콘텐츠 연구원의 선호 분석 결과 사용 하 여 결정 하 사용할 수 있습니다. 우리24브래드 메서드 사용합니다. 단백질 콘텐츠 표준화 중성 지방 콘텐츠를 측정 하는 방법입니다 하지만 연구원 또한 운동 이후 이러한 비율을 해석에 신중 해야 한다 고 다이어트도 단백질 저장에 영향을 미칠 수 있습니다.</li>
		<li>원래 표면에 뜨는 튜브에 대 한 소용돌이 10 s, 다음 피 펫 5 µ L 96 잘 microplate 기술 생산의 두 개의 별도 우물으로 표면에 뜨는 액체와 함께 첫 번째 튜브 복제 합니다. 웰 스는 각 샘플에 대 한 사용 됩니다 참고를 해야 합니다. 39 다른 튜브에 대 한이 단계를 반복 합니다.</li>
		<li>미 판의 4 개의 우물에 빈의 정확히 5 µ L 플라스틱 그리고 나머지 우물 3 중에서 각 표준의 정확히 5 µ L 플라스틱.</li>
		<li>각 음을 정확히 125 µ L triglycerol 작업 솔루션을 추가 하 고 30 분 동안 반응 솔루션을 허용.</li>
		<li>분 광 광도 계에 96 잘 접시를 놓고 540에서 흡 광도 읽고 nm.</li>
		<li>기준에서 계산 표준 곡선을 사용 하 여 농도 (mg/mL)으로 흡 광도 값을 변환 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+complex+traits+using+the+Drosophila+Synthetic+Population+Resource.">Dissecting complex traits using the Drosophila Synthetic Population Resource.</a> Trends in Genetics. 30, 488-495 (2014).</li></ol>

저자는 공개 없다.

여기 자세한 운동 프로토콜 성공적으로 초파리 에서 부드러운 운동 자극을 보여왔다 고 지구력 운동11설정 제어 실험실에서 시뮬레이션을 사용할 수 있습니다. TreadWheel 개념을 처음 개발할 때 우리가 마찬가지로 수행을 수정할 수 있습니다 상용 제품을 고려 주목 해야 한다 (예를 들어, 실험실 rotisserie). 그러나, 우리가 궁극적으로 거부이 방법을 상용 장비는 충분히 낮은 회전 속도 (rpm 4) 하지 않은 높은 처리량 샘플 세대에 대 한 충분 한 유리병 용량 부족 때문에 맞춤 디자인을 선택.
다양 한 연구 주제를 포괄 하는 TW 프로토콜 자체를 조정할 수 있습니다. 예를 들어 주파수 및 파리의 운동 정권 기간 조정 받을 작품-아웃의 강도 변경할 수 있습니다. 1 주일 또는 다른 연령 그룹에 더 이상 프로토콜을 확장 하 여 그것 노화 다양 한 연령과 관련 된 질병에 대 한 운동의 효과 연구 하는 것입니다. 확장된 운동 접근 방식을 구현 하는 경우 다음 주 당 적어도 1 개의 나머지 하루 추가 해야 복구를 위해 수 있도록 하는 것이 좋습니다. 성능 및 개선 포함 연속 매일 운동12를 사용 하는 그 정권 보다 복구 하루 정권에서 큰 것으로 보였다. 또한, 우리는 오랜 기간 지속적인 운동11후 회전 동작에 habituation 발생할 수 있으므로 운동 시 합 길이 지난 30 분을 연장 하는 것에 대 한 주의 것입니다. 우리는 또한 TW11에 그들의 활동 수준을 유지 하기 위해 동기 부여 파리의 유전자 변화를 관찰 하 고. 따라서, 더 이상 관찰 바란다면 와타나베와 수수께끼15,21 설명 TW 개념의 그들의 수정에 의해 발표로 파리 활동 수준 모니터링 고려 하십시오. 변화 될 수 있는 다른 요인은 온도 및 포함 잠 철 야 패턴 비행 움직임26,27영향을 표시 합니다.
동안과 운동 후 효과 해명 하기 잠재력 뿐 아니라 생리, 행동, 및 분자 수준에서 운동의 효과 해결 하기 위해 프로토콜 완료 후 사용할 수 있는 분석의 과다 한이 있다. 추가 대사 분석 실험 (예: 포도 당, 글 리 코겐, 단백질), 심장 성능 및 염증 반응을 측정 추가 탐험 효과 운동 사용할 수 있습니다 비행 생리학 및 신체 구성12,14에 ,,2428. 운동 유도, 행동, 운동 활동 및 수 면, 수 유에 변화 등와 관련 된 다양 한 행동 변화 또한 측정 될 수 있다 카페 분석 결과29 또는 활동 모니터링 장치12,15 같은 도구를 사용 하 여 ,30. 유전자 발현과 세포 호흡 운동에 변화 수 있습니다 또한 qRT-PCR11 , respirometry31같은 방법을 사용 하 여 측정할 수 있습니다. 마지막으로, 초파리 는 초파리 유전학 참조 패널 2 초파리 합성 인구 자원 연구원 수행 하기 위해 플랫폼을 제공 하는 등 사용할 수 있는 귀중 한 유전 자원 양적 유전자 연구25,32. 이러한 도구는 게놈 넓은 협회 연구 및 양적 특성 Loci 매핑, 운동 및 다이어트와 관련 된 후보 loci를 식별 하기 위해 같은 매핑 실험 가능
연구는 TreadWheel를 사용 하 여 완료, 평균, 운동 감소 체중, 총 triglyceride 저장 및 글 리 코겐, 단백질 함량을 증가 하 고 성능11등반 하면서 설명 했다. 또한, 남녀와 몸 무게로 트리 글 리세 리드, 단백질, glycogen, 포도 당, 및 활동 레벨11,15genotypes 운동 변수 응답 했다. 동안 운동과 genotypes와 섹스 다이어트에 대 한 응답의 변화 해석에 도전 수 있습니다, 시간에 어긋나 요, 그것은 반영 한다 자연적인 인구에서 관찰 된 실제 생물 학적 변이의 소스. 우리는 메츠의 높은 속도에 기여 하는 기본 요인의 다양성을 이해 하기 위해 노력 하 고, 모형 유기 체에서 이러한 요소를 테스트 하 여 다양 한 요인의 상대적 역할 disentangling 촉진 도구 우리의 능력에 중요 한 것 개인된 예방 및 치료 개입을 개발 하십시오. 완벽 하 게 운동의 효과 평가, 각 이러한 요소와 그들이 어떻게 상호 작용 고려 되어야 한다 때 실험을 실시 하 고 결론을 공식화.
대부분의 다른 비행 운동 기계 처럼 TW 플라이 모션을 계량 하는 기능에 제한 됩니다. 최근, 와타나베와 수수께끼는 회전 운동 정량화 시스템 (REQS), 초파리 모니터링 시스템 시리즈15,21에서 단위 (LAM25H)을 모니터링 활동으로 수정 TW 등뼈를 개발 했다. TW, 마찬가지로이 시스템 회전 하는 동의 사용 하 여 추적 하 고 계량 비행 활동, LAM25H 팔을 사용 하는 동안 운동을 부드럽게 유도 하지만 TW15보다 튜브 (32 병)의 더 작은 수를 보유 하고있다. 높은 처리량 운동 연구, 활동 정량화 필요 하거나 원하는 경우는 TW 큰 샘플 수 있습니다. TW 디자인 또한 튜브의 더 많은 수를 수용 하기 위해 그것의 현재 모양에서 수정 될 수 있습니다. 다른 기존의 운동 방법, 운동만 초파리 에서 달성 되지 않습니다 하지만 또한 생리 및 분자 응답 의 다양 한 신체 활동의 효과 결정 하 공부 될 수 있다 확립 하는 데 도움이 함께이 시스템, 11,,1215. 따라서, TW, 파리, 부드러운 운동 유도의 입증 된 방법으로 사용할 수 있습니다 큰 다양 한 생물 학적 질문을.

유년기와 성인 비만 전염병 높은 칼로리 다이어트를 소비 하 고 심각한 장기 결과, 인슐린 저항, 관절염, 만성 염증 등으로 이어질 수 있는 시간의 연장된 기간 동안 유휴 상태로 유지 하는 문화권에서 성장 하 고 있다 1 , 2 , 3 , 4. 칼로리 섭취 량에 지방과 당 분은 주로 앉아있는 생활5의 높은 소비에 지출 성장 불균형으로 인해 상승 계속이 무질서의 보급. 대응 하 게,이 에너지 불균형 경우 유형 2 당뇨병 Mellitus (T2DM) 및 심장 혈관 질병 (CVD)5의 증가를 주도하 고 있다. 개인 변화 증후군 (뉴욕 메츠), 그 증상은 복 부 비만 dyslipidemia2장애 진단 되었습니다 두 질환을 개발의 높은 위험이 있습니다. 메츠는 유전자 형 및 다이어트 등 다양 한 환경 요인 사이의 복잡 한 상호 작용에 의해 형성 되 고 운동6. 따라서,이 복잡 한 질병의 근본적인 메커니즘의 완전 한 이해를 얻으려면, 이러한 요인을 모두 고려해 야 합니다.
그것에 올 때 메츠 퇴치, 의사 먼저 먹고 건강 한, 균형 잡힌 식이 요법과 신체 활동2,,78포함 하는 라이프 스타일 변화를 겪고 권장 합니다. 심한 경우와 함께 이러한 생활 습관의 변화3에만 약리학 및 외과 개입만 권장 있기 때문에 효과적인 약물은 제한 위장 수술은 비용이 많이 드는 하며 평생 의료 모니터링, ,,78. 동안 라이프 스타일 개입, 운동과 다이어트, 등의 생산 하 고, 장기적인 체중 감량 목표를 유지, 여부에 상관 없이 이러한 시정 조치 완전히 메츠와 관련 된 부정적인 효과 개량 해야 진학7, 8.
마우스 모델 년; 대사 질환에 운동의 효과 검사 하는 데 사용 되었습니다. 그러나, 운동 연구 메츠에 비행의 소개는 비교적 최근의 노력9,10,,1112이다. 파리 제공 운동 제어 된 실험실 설정에서 공부 하는 완벽 한 차량 때문에 그들은 쉽게 조작, 짧은 수명을, 유지, 저렴 하 고 에너지 관련 대사 경로 매우 초파리 사이 보존 인간13. D. melanogaster 게놈은 잘 특징 이다, 그리고 다양 한 유전학 도구 다양 한 genotypes 변조 수 있는 환경에 의해 유전자 상호 작용에 대 한 통찰력을 제공할 수 있는 초파리 에서 사용할 수 있는 organismal 건강14에 운동의 효과.
초파리 를 행사 하는 현재 방법 호출 파리의 타고 난, 부정적인 geotaxis 경향, 위쪽으로 올라, 그들의 인클로저11,12,15 내 성인 등반을 자극 하는 행동 본능 . 전력 타워, 파리, 운동을 자극 하는 방법은 체계적으로 수직 비행 인클로저를 제기 하 고 삭제 그들 다시 벤치 표면에 효과적으로 유리병의 바닥에 파리를 노크 따라서 그들의 본능적 인 부정적인 geotaxis 유도 12 , 16.이 기계를 사용 하 여 실시 하는 실험 했다 운동 T2DM, 증 착 등의 많은 나이-관련 질병에 대 한 강력한 보호 요소 이며, 건강 한 노화12,17,18 촉진 . 특히, 그들은 그 수 파리에서 나이 관련 이동성 감소의 발병을 줄일 수 및 심장 성능 등 여러 연령 관련 증상을 개선 운동과 스트레스 응답17,18시연. 그러나, 제어 파리 발생 하는 반복적인 방울의 힘 파리 부상 수 있습니다 제안에 영향을 미치는 이동성12기계 보다 더 높은 등반 점수를 보여주 타워에 배치 하지. 이 유도 하는 운동 이며 덜 강력한 물리적 외상 발생을 방지 하는 대체 방법을 전력 타워 프로토콜16에 유용, 보완 방법 될 것 이라고 제안 합니다.
초파리, 운동을 부드럽게 유도 하 우리 라는 TreadWheel (그림 1). 운동 기계 개발 (이제부터로 축약 TW) TreadWheel 회전 모션 끊임없이 재정의 중력 상단의 튜브, 차례 차례로, 파리에서 등반을 자극 하 여 파리 타고 난, 부정적인 geotaxis 추세를 트리거합니다. 다른 방법과 달리는 TW의 회전 움직임은 본질적으로 부드러운는 발생할 결과 영향을 줄 수 있는 추가적인 스트레스의 수를 최소화 한다. 따라서, 기계 연구원 대사 건강 (그림 2), 노화, 수 면, 그리고 다른 많은 주제11에 운동의 효과 연구 하면 스트레스를 유도 하지 않고 파리의 많은 수에 있는 운동 유도 하는 수단을 제공 합니다.
우리의 방법은 역 피라미드, 크게 통합 하는 일부 지구력 훈련 (AIT) 에어로빅 간격의 간격 훈련 프로토콜 훈련 운동. 표준 AIT 정권이 점차 증가 지구력 증진을 5 일 동안 각 간격의 기간에이 프로토콜에서 변경 됩니다. AIT 다른 개입 방법을 기준으로 메츠를 방지에 특히 유용 했습니다 고 반전 연속 적당 한 운동19,20보다 대사 증후군의 일반적인 위험 요소에 더 효과적 이었습니다. 그러나,는 전력 타워에 상대적인 TW의 단점은 파리 더 빨리 회전 동작에 길 들, 따라서 타고 난 경향이 파리 사이 길 들에서 운동의 장점의 해석을 복잡 하 게 수 있습니다. 11 와타나베와 수수께끼15 와 그들의 보완 제21이 제한에 우아한 해결책을 설명 합니다.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Materials for TreadWheel Construction:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heavy Duty Vibration-Damping leveling Mount</td><td>McMaster-Carr</td><td>60855K71</td><td>Quantity: 4</td></tr><tr><td>Stainless Steel Ball Bearing</td><td>McMaster-Carr</td><td>57155K306</td><td>Quantity: 8</td></tr><tr><td>Plug-in Voltage Transformer (500MA, 120VAC input, 24 VAC output)</td><td>McMaster-Carr</td><td>70235K16</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Compact Square-Face DC Gear motor</td><td>McMaster-Carr</td><td>6409K23</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Tool Holder (clamps)</td><td>McMaster-Carr</td><td>1723A22</td><td>Quantity: 5 (10x)</td></tr><tr><td>12L14 Carbon Steel Tight-Tolerance Rod</td><td>McMaster-Carr</td><td>5227T24</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Set Screw Shaft Collar</td><td>McMaster-Carr</td><td>6432K13</td><td>Quantity: 8</td></tr><tr><td>Round-Belt Pulley</td><td>McMaster-Carr</td><td>6284K51</td><td>Quantity: 5</td></tr><tr><td>Dart Controls &amp;ndash; 25 Max RPM, Electric AC DC Motor</td><td>McMaster-Carr</td><td>13DV 1A</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Materials for Fly Maintenace and Husbandry&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>6 oz Square Bottom Bottles (polypropylene)</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-130</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>35x10mm Petri Dishes</td><td>VWR</td><td>82050-536</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Narrow Drosophila vials</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-116</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Flystuff Flypad</td><td>Genesee Scientific</td><td>59-114</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Blowgun, Mini</td><td>Genesee Scientific</td><td>54-104</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Materials for RING-like Assay:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ImageJ software</td><td>NIH</td><td>https://imagej.nih.gov/ij/</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>1 cM graph paper or drawn grid (at least 20 cM by 30 cM)</td><td>various</td><td></td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>digital camera with timer or smart phone with camera timer app</td><td>various</td><td></td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Materials for Triglyceride Assay:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dewar Flask</td><td>VWR</td><td>14200-960</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Serum Triglyceride Determination Kit</td><td>Sigma Aldrich</td><td>TRO100</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Cordless Pestle Motor</td><td>VWR</td><td>47747-370</td><td>Quantity: 1</td></tr><tr><td>Pestles</td><td>VWR</td><td>47747-358</td><td>Quantity: 1</td></tr></tbody></table>

the treadwheel: interval training protocol for gently induced exercise in drosophila melanogaster

복잡 한 대사 질환의 발병 률 증가 열 량 섭취 량 및 낮춘된 활동 레벨의 라이프 스타일을 향해 광범위 한 전환의 결과로 증가 했다. 이러한 multifactorial 질병 유전자, 환경, 그리고 행동 요인의 조합에서 발생 한다. 하나 같은 복잡 한 질병은 변화 증후군 (뉴욕 메츠), 대사 장애, 고혈압, 혈당, 복 부 비만 등의 클러스터입니다. 운동과 식이 중재는 비만 그 이후의 대사 질환을 완화 하기 위해 의사에 의해 권장 기본 치료법입니다. 운동 개입, 특히 에어로빅 간격 훈련, 유형 2 당뇨병 Mellitus (T2DM), 심장 혈관 질병 (CVD), 및 다른 조건에 대 한 일반적인 위험 요소에 유리한 변화를 자극. 증거의 유입과 함께 치료 효과 운동 설명 대사 건강, 실험에서 운동 효과 평가 하기 위한 유용한 도구를 제공 하는 모델 운동 제어 설정에서 시스템 구축에 있다. 초파리 melanogaster 운동 개입에 기인 하는 생리 및 분자 변화 조사를 위한 훌륭한 도구입니다. 파리 짧은 수명이 있고 인 간에 비해 영양소 물질 대사로 변화 시키기의 유사한 기계 장치. 초파리에 있는 운동 유도, 우리 라는 TreadWheel, 파리의 타고 난, 부정적인 geotaxis 경향이 부드럽게 등반 유도 이용 하는 기계를 개발 했다. 연구원을 대사 건강에 운동의 효과 기본 환경에 의해 유전자 상호 작용을 이해 하기 유전자 다양 한의 큰 동료에 실험을 수행할 수 있습니다.

우리는 개인의 전반적인 신진 대사 건강에 영향을 주는 요소 식별에 특히 관심이 다입니다. 그것은 이전 상호 작용 유전자 형에 의해 다이어트 대사 특성14에 인구 수준의 변화에 실질적으로 기여 발견 되었다. 즉, 각 유전자는 독특하고 복잡 한 방식으로 환경 차이에 응답. 운동 포함 하도록 유전자 형에 의해 환경 효과에 우리의 작업을 확장, 우리 개발 TreadWheel, genotypes 에어로빅 간격 훈련 (AIT)는 높은 처리량 방법의 많은 노출 수입니다.
트리 글리세라이드 저장 측정 여부는 TW에 운동 영향 변화 특성을 설정 하기 위해 오 레 곤-R (OreR)와 y1에 w1 파리, 일반적인 wildtype 파리 (그림 2B-C), 그리고 파리에 대 한 해당 값을 정규화 단백질 농도, 멘데스 외 에 원래 보고 11. 우리 다변량 분산 분석 (MANOVA) 유전자 형, 섹스, 운동 치료 (와 그들의 상호 작용), 그리고 시간 복제 등 식품 실험 블록 효과 유리병 및 발견 했습니다 중요 한 회계 데이터 분석 운동에 의해 유전자 상호 작용 (p = 0.0017) 트리 글리세라이드 저장소에 영향을 미치는. 남성 및 여성 (p < 0.0001) 보다 더 많은 트리 글리세라이드를 저장 하는 남성과 여성 사이 중요 한 성적 동종이 형 효과 했다. 우리는 여성, 운동된 파리 하기 들 보다 상당히 낮은 triglyceride 레벨 했다 보았다 (그림 2B, p < 0.0001). 남성, 오 레 곤-R에서 트리 글리세라이드 스토리지에서 감소 운동 하는 동안 (컨트롤)에 비교 하 여 파리 아니었다 통계적, triglyceride 스토리지에 상당한 차이 사이 두 개의 별도 라인 (그림 관찰 되었다 2C, p < 0.0001). 그 동안 표준화 트리 글리세라이드 농도 단백질 농도 대 한 통찰력을 제공 합니다 전체 비행 신체에 구성 비율, 파리의 다른 그룹 사이에서 직접 중성 지방 또는 단백질 농도의 비교도 제공할 수 있습니다 note 이 고기에 운동의 효과 대 한 특정 정보 개별적으로.
변수 같은 성인 운동, 섹스, triglyceride 저장소에 영향을 미칠 유전자 형 표시 됩니다 때문에, 그것은이 요인 또한 영향을 다른 고기 및 다이어트와 상호 작용 하는으로 예상 했다. 우리는 1 주일 (그림 2A)에 대 한 애벌레는 대표적인 wildtype 초파리 유전자 참조 패널 라인 (DGRP 153)25 높은 지방 또는 정상적인 다이어트 및 성인 파리에서 유도 된 운동에서에서 발생합니다. 그 후, 우리는 등반 능력을 측정 하는 고리 모양의 부정적인 geotaxis 분석 결과 수행. 사용 하는 등반 시험 표준 반지 분석 결과;에서 달랐다 링 장치 대신 구멍을 덮고 파라핀 영화와 튜브는 분석 결과 중 집으로 날아 사용 되었다. 원래 반지 분석 결과, 유리병의 바닥에 파리 고, 사진을 복용 사이의 시간 등의 다른 측면은 유지22.
모든 치료 시간 복제 및 치료 당 59 개별 파리의 최소 3 개의 별도 시간을 반복 했다. 다이어트, 유전자 형, 섹스 MANOVA 고려 하 여 데이터 분석, 시간 복제, 분석 결과 유리병, 유리병 분석 결과 복제 실험 블록 효과 뿐만 아니라 치료 (와 그들의 상호 작용), 운동. 우리 운동된 여성 상당히 높은 상승 발견 (p < 0.005) 어떤 다른 여성 치료 (그림 2D) 보다 높은 지방 다이어트에 reared 때. 남성, 그것은 운동만 남성 정상적인 규정식에 제기 했다 고 그는 (그림 2E) 중요 한 변화가 나타났다 고 지방 규정식에 제기 등반 향상을 보였다. 우리는 또한 중요 한 성적으로 동종이 형 효과 발견 (p < 0.0001) 남성 여성 보다 높은 등반으로 등반. 정상적인 식사를 소비 하는 여성을 위한 DGRP 153 선 (그림 2D)에서 여성에 대 한 운동 다음 성능 등반에 감소의 놀라운 결과 (p < 0.0001)은 어떻게이 유형의 운동 되지 않을 수 있습니다의 예는 모든 genotypes에 대 한 균일 하 게 긍정적인 개입 및 다른 환경 요인에 파견 될 수 있습니다. 멘데스 외 에 11, 선에서 4 개의 다른 유전자는 정상에 제기 되었습니다 데 후 그들의 등반 성능에 대 한 테스트는 여성 다이어트 운동 훈련 모든 보였다 향상 된 등반 능력. 이 DGRP 153에서 관찰 하는 응답은 유전자 형 및 TW 운동 치료의 일반 속성이 아닌 것을 제안 합니다. 섹스, 다이어트, 그리고 운동 치료 그룹에 걸쳐 응답에서 가변성 나타냅니다 라인의 등반 능력에 영향을 미치는 중요 한 섹스-의해-다이어트-의해-운동 상호 작용 (p < 0.0001).
함께 찍은, 결과 성인 비행의 대사 건강에 운동의 충격의 섹스, 유전자 형, 애벌레 다이어트의 기능 수 나타냅니다. Phenotypic 변화 관찰에 유전자 형, 환경 변수 (예:다이어트, 운동), 그리고 섹스도 관찰 되었습니다 다른 연구11,12,,1415에. 따라서, TW와 초파리 대사 건강을 형성 하는 유전과 환경 요인을 명료 하 게 하는 강력한 전략을 수 있습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig1.jpg"> 그림 1 : The TreadWheel 운동 기계. (A) 기계 48 병을 보유 하 고 조정 가능한 속도 기능이. 여기 실험 4 rpm에서 수행 했다. (B) 개별 음식 튜브 실험 파리를 포함 하는 회전 차축에 연결 하는 괄호에 찍은 했다. (C) 유리병 사이의 거리 플러그 및 음식 운동 튜브 및 제어 튜브에 대 한 1 c m 6 c m 이었다. 튜브 운동에 대 한 컴퓨터에 배치 했다. (D) 5 일 역 피라미드 운동 정권 성인 파리 행사에 사용 되었다. 매일, 추가 5 분에 추가 되었습니다는 모델 지구력, 운동 강도를 점차적으로, 진입로 운동 복싱 중 하나 간격 훈련. 이 그림 멘데스 외 에서 수정 되었습니다. 11. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig2.jpg"> 그림 2 : 시각적 방법 및 대표 결과. (A) 애벌레 다이어트 및 성인 운동 상호 작용 효과 테스트 하기 위한 방법. 애벌레는 높은 지방 또는 일반 실험실 다이어트에 제기 하 고 일수로 시 일반 음식에 전환 했다. 성인 파리 섹스로 구분, 실험 그룹으로 배치 되었고 5 연속 일 행사. 이후에, 고리 모양의 부정적인 geotaxis 분석 결과 등반 실시 했다 고 파리 트리 글리세라이드 측정에 대 한 고정 했다. 두 유전자 라인, 오 레 곤 R과 y1에 대 한 대표적인 triglyceride 데이터 표시 됩니다 (B) 여성 및 남성 (C) w1 . 모든 파리 정상적인 규정식에 reared 되었고 성인에서 행사. 다른 글자와 레벨은 크게 다른 (p < 0.05) 임시 게시 학생의 t를 사용 하 여-테스트. 이 그림 멘데스 외 에 데이터의 하위 집합을 포함 11. 대표적인 등반 데이터 라인 DGRP 153 (D) 암컷과 수 컷 (E)에 대 한 표시 됩니다. 각 포인트 3 개의 독립적인 시간 지점에서 232 이상의 개인의 평균된 등반 성능을 나타냅니다. 오차 막대는 하나의 표준 오류를 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Supplemental Figure 1" src="/files/ftp_upload/57788/57788supfig1.jpg"> 보충 그림 1:는 TreadWheel의 상세한 회로도. (A) 컴퓨터에 튜브를 연결 하는 데 사용 하는 듀얼 유리병 클램프 구조의 다이어그램. (B) 컴퓨터의 회전 드라이브 시스템의 실내 전망. (C) 컴퓨터의 정면 평행 투영 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788supfig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
보충 코드 파일: TreadWheel.skp <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/TreadWheel.skp" target="_blank">이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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

TreadWheel 회전 모션을 사용 하 여 부드럽게 파리 타고 난, 부정적인 geotaxis을 이용 하 여 성인 초파리 melanogaster 에서 운동 유도. 대사 상태를 평가 하기 위해 운동 유전자, 섹스, 다이어트, 생리 및 분자 분석에 미치는 영향 등의 요소 사이의 상호 작용의 분석에 대 한 수 있습니다.

초파리 melanogaster 운동을 부드럽게 유도 위한 TreadWheel: 간격 훈련 프로토콜

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

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Research

JoVE Journal

Genetics

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

11.6K 조회수.  University of Alabama. TreadWheel 회전 모션을 사용 하 여 부드럽게 파리 타고 난, 부정적인 geotaxis을 이용 하 여 성인 초파리 melanogaster 에서 운동 유도. 대사 상태를 평가 하기 위해 운동 유전자, 섹스, 다이어트, 생리 및 분자 분석에 미치는 영향 등의 요소 사이의 상호 작용의 분석에 대 한 수 있습니다.

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

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.

Circadian 리듬을 연구 및 매개 변수 잠을 전위의 활동 시금 Drosophila</em

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

연구

신경과학

Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System (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 have been described. However, a method to measure the amount of additional animal activity induced through the exercise treatment has been lacking. The Rotating Exercise Quantification System (REQS) fills this need, providing a measure of animal activity for animals experiencing rotational exercise. This protocol details how to use the REQS to assess animal activity during rotational exercise and illustrates the type of data that can be generated. Here, we demonstrate how the REQS is used to measure sex- and strain-specific differences in exercise induced activity. The REQS can also be used to evaluate the impact of various other experimental parameters such as age, diet, or population size on exercise induced activity. In addition, it can be used to compare the efficacy of different exercise training protocols. Importantly, it provides an opportunity to standardize exercise treatments between strains, allowing the researcher to achieve equal amounts of activity between groups if needed. Thus, the REQS is a notable new resource for exercise biologists working with the Drosophila model system and complements existing exercise systems.

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

The Rotating Exercise Quantification System (REQS) can induce exercise in Drosophila melanogaster through rotation while simultaneously measuring the amount of activity performed by the animals. Here, we present a point-by-point protocol detailing how to measure activity levels of animals experiencing rotational exercise treatments using the REQS.

초파리 melanogaster 회전 운동 정량화 시스템 (REQS)를 사용 하 여 운동 수준 측정

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

유전학

High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field. Studying locomotor behavior in Drosophila melanogaster relies on the ability to be able to quantify changes in motion during or in response to a given task. For this reason, a high-resolution video tracking system, such as the one we describe in this paper, is a valuable tool for measuring locomotion in real-time. Our protocol involves the use of an initial air pulse to break the flies momentum, followed by a thirty second filming period in a square chamber. A tracking program is then used to calculate the instantaneous speed of each fly within the chamber in 10 msec increments. Analysis software then compiles this data, and outputs a variety of parameters such as average speed, max speed, time spent in motion, acceleration, etc. This protocol will discuss proper feeding and management of flies for behavioral tasks, handling flies without anesthetization or immobilization, setting up a controlled environment, and running the assay from start to finish.

The study of complex locomotor behavior in Drosophila melanogaster is dependent upon the ability to quantify changes in a given fly's movement. This article demonstrates how to do this using a high-resolution tracking system.

성인 Drosophila Melanogaster의 로코의 고해상도 비디오 추적

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field.  Studying ...

생물학

An Affordable and Efficient "Homemade" Platform for Drosophila Behavioral Studies, and an Accompanying Protocol for Larval Mitochondrial Respirometry

The usefulness of Drosophila as a model organism for the study of human diseases, behaviors and basic biology is unquestionable. Although practical, Drosophila research lacks popularity in developing countries, possibly due to the misinformed idea that establishing a lab and performing relevant experiments with such tiny insects is difficult and requires expensive, specialized apparatuses. Here, we describe how to build an affordable flylab to quantitatively analyze a myriad of behavioral parameters in D. melanogaster, by 3D-printing many of the necessary pieces of equipment. We provide protocols to build in-house vial racks, courtship arenas, apparatuses for locomotor assays, etc., to be used for general fly maintenance and to perform behavioral experiments using adult flies and larvae. We also provide protocols on how to use more sophisticated systems, such as a high resolution oxygraph, to measure mitochondrial oxygen consumption in larval samples, and show its association with behavioral changes in the larvae upon the xenotopic expression of the mitochondrial alternative oxidase (AOX). AOX increases larval activity and mitochondrial leak respiration, and accelerates development at low temperatures, which is consistent with a thermogenic role for the enzyme. We hope these protocols will inspire researchers, especially from developing countries, to use Drosophila to easily combine behavior and mitochondrial metabolism data, which may lead to information on genes and/or environmental conditions that may also regulate human physiology and disease states.

An Affordable and Efficient "Homemade" Platform for Drosophila Behavioral Studies, and an Accompanying Protocol for Larval Mitochondrial Respirometry

We provide protocols for anyone with a "maker culture" mind to start building a flylab for quantitative analysis of a myriad of behavioral parameters in Drosophila melanogaster, by 3D-printing many of the necessary pieces of equipment. We also describe a high resolution respirometry protocol using larvae to combine behavioral and mitochondrial metabolism data.

The usefulness of Drosophila as a model organism for the study of human diseases, behaviors and basic biology is unquestionable. Although practical, ...

행동분석학

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.

초파리에서 운동 활동을 분석하는 간단한 기술

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

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.

대한 꼴 경로 길이 프로토콜<em&gt; 노랑 초파리</em&gt; 애벌레

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

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We demonstrate a simple way to tap into the fly reward system, modify experiences related to natural reward, and use voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states. The approach serves as a relevant tool to study the neurons and genes that play a role in experience-mediated changes of internal state. The protocol is composed of two discrete parts: exposing the flies to rewarding and nonrewarding experiences, and assaying voluntary ethanol consumption as a measure of the motivation to obtain a drug reward. The two parts can be used independently to induce the modulation of experience as an initial step for further downstream assays or as an independent two-choice feeding assay, respectively. The protocol does not require a complicated setup and can therefore be applied in any laboratory with basic fly culture tools.

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for inducing rewarding and nonrewarding experiences in fruit flies (Drosophila melanogaster) using voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states.

사용 보상 추구 행동의 변화를 측정하는 간단한 방법<em&gt; 노랑 초파리</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

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.

Drosophila melanogaster를위한 지구력 훈련 프로토콜과 세로 성능 Assays

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

Fly Climbing Assay: A Method to Test General Locomotion in Drosophila melanogaster

Source: Gevedon, O., et al. <a href="https://www.jove.com/video/59720/in-vivo-forward-genetic-screen-to-identify-novel-neuroprotective">In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster</a>. J. Vis. Exp. (2019).
This video describes a simple method to quantify fly locomotion and shows the climbing assay performed.&#160; The fly climbing assay is a general test of motor function which relies on a negative geotaxis response.

플라이 클라이밍 분석: Drosophila melanogaster에서 일반 운동을 테스트하는 방법

Source: Gevedon, O., et al. In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (2019).
This ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Drosophila melanogaster (fruit fly)

Adult

Lifespan Protocol for Drosophila melanogaster: Generating Survival Curves to Identify Differences in Fly Longevity

Source: Bovier, T. F., et al. <a href="https://www.jove.com/video/59535/" target="_blank">Methods to Test Endocrine Disruption in Drosophila melanogaster</a>. J. Vis. Exp. (2019).
Scientists use the Drosophila lifespan protocol to measure how different experimental conditions affect flies&#39; longevity and generate survival curves in the process to quantify the experimental outcomes. The sample protocol features the assay being applied to study the effects on longevity from exposure to varying concentrations of endocrine disruptor chemicals, or EDCs, such as 17-&#945;-ethinylestradiol (EE2).

Drosophila melanogaster의 수명 프로토콜: 파리 수명의 차이를 식별하기 위한 생존 곡선 생성

Source: Bovier, T. F., et al. Methods to Test Endocrine Disruption in Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (2019).
Scientists use the Drosophila lifespan ...

초파리 melanogaster 운동을 부드럽게 유도 위한 TreadWheel: 간격 훈련 프로토콜

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Circadian 리듬을 연구 및 매개 변수 잠을 전위의 활동 시금 Drosophila

초파리 melanogaster 회전 운동 정량화 시스템 (REQS)를 사용 하 여 운동 수준 측정

성인 Drosophila Melanogaster의 로코의 고해상도 비디오 추적

An Affordable and Efficient "Homemade" Platform for Drosophila Behavioral Studies, and an Accompanying Protocol for Larval Mitochondrial Respirometry

초파리에서 운동 활동을 분석하는 간단한 기술

대한 꼴 경로 길이 프로토콜

사용 보상 추구 행동의 변화를 측정하는 간단한 방법

Drosophila melanogaster를위한 지구력 훈련 프로토콜과 세로 성능 Assays

플라이 클라이밍 분석: Drosophila melanogaster에서 일반 운동을 테스트하는 방법

Drosophila melanogaster의 수명 프로토콜: 파리 수명의 차이를 식별하기 위한 생존 곡선 생성