Name: measuring exercise levels in drosophila melanogaster using the rotating exercise quantification system (reqs)
Uploaded: 2018-05-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 53 s
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O trabalho foi apoiado pelo prêmio número P30DK056336 do nacional Instituto de Diabetes e digestivos e doenças renais através de uma concessão piloto da nutrição e obesidade Research Center na Universidade do Alabama em Birmingham, a NCR.

O REQS consiste de uma unidade de Monitor de atividade de Drosophila (para fonte de informação, por favor consulte Tabela de materiais) montados em um braço giratório é controlada por uma unidade do motor (Figura 1). O monitor de atividade determina quantas vezes em um intervalo de tempo determinado, a matriz de raios laser, dissecando o meio do tubo de ensaio é interrompida. Para desenhos detalhados e uma caracterização detalhada, consulte nosso de publicação anterior9. Enquanto nosso sistema usa a unidade de LAM25H, o REQS pode ser modificado para acomodar outras unidades de Drosophila Activity Monitor também.
1. teste a instalação dos REQS
<ol><li>Teste de carga voa em tubos de amostra de vidro por anestesiar os animais com CO2 ou outro método de escolha para tratamento, movendo-os para os tubos vazios e tampar os tubos.</li>
	<li>Inserir os tubos de amostra de vidro tampado nas ranhuras da unidade de monitor de atividade. Proteger os tubos usando anéis (calibre de 17-18) e/ou elásticos em ambos os lados da unidade para garantir que os tubos não se mova durante a rotação de borracha:<ol>
<li>Deslizar um-ring sobre o tubo de amostra e posicione o anel-o perto do ponto médio do tubo. Inserir o tubo de amostra em um slot do monitor de atividade de frente e centralizá-lo.</li>
		<li>Mover o anel-o conforme necessário e assegurar que, uma vez que o tubo de amostra é centrado, o-Ring é deslizado como próximo à unidade de monitor de atividade possível. Fixe o tubo de amostra por passar um segundo anel-o sobre o tubo de vidro na parte de trás, mudar novamente o-Ring como próximo à unidade de monitor de atividade possível.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Inicie a rotação da REQS lanç o interruptor de alimentação na parte frontal da unidade. Ajuste a velocidade de rotação com o seletor na parte frontal da unidade para a velocidade desejada (4 rpm (rotações por minuto) neste exemplo). Nota: Neste exemplo, a velocidade rotatória foi escolhida para igualar um estudo anteriormente publicado7. Como diferentes velocidades de rotação resultará em níveis diferentes de atividade animal, ao iniciar um novo estudo, a otimização da velocidade de rotação para a montagem experimental específica (genótipo, comprimento de tal exercício, etc.) pode ser necessária. Nota: É importante assegurar que os tubos estão corretamente posicionados para que eles não arraste ao longo do fundo da unidade REQS durante a rotação.</li>
	<li>Teste a conexão para o sistema de coleta de dados fornecido com a unidade de Monitor de atividade de Drosophila abrindo o software DAMSystem308 e garantir que a luz de conexão permanece verde para várias rotações. O software começará a gravação de dados em um arquivo de texto "monitorX" (X sendo o número de unidade, se múltiplos monitores estão em uso) imediatamente após iniciação. Frequência de gravação pode ser ajustada na aba "Preferências"; Normalmente, nós gravamos em intervalos de 5 min.</li>
	<li>Investiga o arquivo de texto gerado pelo software DAMSystem308 para assegurar que a conexão de dados está funcionando corretamente. Problemas com a conexão resultar em recortes, pontos de tempo onde 0 atividade é registrada para todas as posições no REQS (ver Resultados de representante e tabela 2). Se ocorrerem recortes, ajuste as conexões de dados, levando à tomada de telefone rotativo, como durante a rotação, esta conexão pode tornar-se solto ou trançado. Achamos que a conexão com fita de estabilização ajuda a prevenir este problema.</li>
</ol>2. preparação de animais
Nota: Todos os animais foram levantados e testados sob condições normais em uma incubadora (25 ° C, 60-70% de umidade, ciclo de 12 h claro/escuro) em melaço/farinha de milho media10.
<ol><li>Duas semanas antes do experimento planejado, configurar os frascos com densidade controlada de animais para recolher as moscas experimentais normalmente montamos frascos com 7 machos e 10 fêmeas. Com um estoque saudável, de um único frasco, aproximadamente 15 virgens machos e 15 fêmeas podem ser coletadas ao longo de um período de tempo de 4 dias. Ajustar o número de frascos instituído com base no número de animais necessários para o ensaio; um ensaio típico em nosso laboratório inclui 10 conjuntos de 10 virgens machos e fêmeas por genótipo (100 homens e 100 mulheres). Nota: Não-virgem moscas podem ser usadas dependendo a questão experimental específica. Se realizando experiências de longo prazo com animais não-virgens, larvas rastejantes podem interferir com monitoramento de atividades de precisa.</li>
	<li>Remova as moscas do pai uma semana depois de configurar os frascos.</li>
	<li>Começando no dia 10, depois de configurar os frascos, coletar moscas virgens de frascos e armazená-los separados por sexo.</li>
	<li>Recolha animais suficientes para a experiência e a idade-los como necessários, 3 dias neste exemplo. Nota: Nós normalmente anestesiar os animais com CO2 para a manipulação. CO2 é conhecido para impactar os níveis de atividade do animal por longos períodos de tempo após o tratamento (por exemplo, ver Bartholomew et al . 201511). Se o CO2 efeito interfere com planejada a jusante ensaios ou análises, use um método diferente de anestesia como anesthetization de gelo.</li>
</ol>3. dados coleção com o REQS
<ol><li>Anestesia os animais a ser usado para o estudo de quantificação do exercício com CO2 ou outro método de anestesia. Dividi-los em grupos, conforme necessário e carregar os grupos de animais em tubos de vidro vazio de monitor de atividade; Neste exemplo, 10 animais da mesma idade são carregados por um tubo de vidro, com 10 repetições para cada tipo de animal (sexo/genótipo). Certifique-se de observar que tipo de animal é carregado em cada tubo. Nota: Para mais experiências, alimentos podem ser incluídos em tubos de amostra. Neste caso, é essencial que o alimento é seguro e não tornar-se desalojado durante a rotação.</li>
	<li>Carregar os tubos de ensaio de vidro para a unidade REQS e fixe-os com a anéis de borracha. Se trabalhando com mais de um sexo/genótipo, utilizar um delineamento de blocos ou randomização da posição dos animais na REQS eliminará quaisquer potenciais efeitos de posição. Randomização pode ser alcançada, atribuindo a cada frasco um número aleatório, por exemplo, de um web-based gerador de números aleatórios (por exemplo, https://www.randomizer.org/) ou em uma planilha e então encomendar os frascos com base no número aleatório.</li>
	<li>Coloque o REQS dentro da incubadora para assegurar a temperatura constante, umidade e luz condições. Certifique-se de que os cabos de dados e de alimentação estão conectados corretamente.</li>
	<li>Permitir que os animais para se recuperar da anestesia e se adapte ao novo ambiente por 1h.</li>
	<li>Começa o experimento por iniciar a rotação da REQS na velocidade desejada. Nota: Outra opção é primeiro coletar dados de atividade de base dos animais antes do início da rotação, seguido pelos níveis de atividade de gravação em resposta à estimulação rotatória.</li>
	<li>Inicie a coleta de dados abrindo o software DAMsystem308 (simplesmente abrindo a software inicia coleta de dados). Os dados são gravados em um arquivo de texto no intervalo definido (aqui, 5 min); se necessário, alterar as configurações de intervalo na aba "Preferências" (consulte a etapa 1.4).</li>
	<li>Para garantir que os dados são transmitidos com êxito para o computador, abra o arquivo de texto gerado pelo software DAMsystem308 depois de um ou dois intervalos de tempo tem passado e confirmam que os dados estão sendo gravados para o arquivo. Feche e reabra este arquivo para ver os dados de quaisquer pontos de tempo adicional. Coletar dados para a quantidade desejada de tempo; Neste exemplo, 2h. Nota: Não abra a incubadora durante o período de ensaio, os animais são muito sensíveis a qualquer perturbação e provavelmente irão responder com aumento da atividade.</li>
	<li>No final do ensaio do exercício, encerrar a coleta de dados, fechando o software DAMsystem308 e, em seguida, desligue o REQS. Retire os animais de tubos de ensaio de vidro e limpe os tubos. Os animais podem ser movidos volta dentro dos frascos de alimentos se repetidas são necessárias medidas em diferentes idades. Nota: Se mortes ocorrem durante o regime de exercício, ele deve ser registado, como a presença de moscas mortas pode afetar a atividade contagens. Em nossa experiência com a mosca linhas de DGRP212,13, exerce a 4 rpm para 2h não resultou em qualquer morte, mas cepas mais fracas podem respondem de forma diferente.</li>
</ol>4. análise de dados
<ol><li>Abra o arquivo. txt rotulado "Windows1" produzido pelo software DAMSystem308.</li>
	<li>Inspecionar o arquivo de dados para todos os problemas que podem ter ocorrido durante a aquisição de dados (pontos de tempo perdido, etc; A tabela 1). Se necessário, censura o arquivo, removendo pontos de dados no início e no final da gravação.</li>
	<li>Usando o software estatístico de sua escolha (por exemplo, R), analisar os dados coletados. Gerar estatísticas descritivas e realizar a análise de variância (ANOVA) para investigar os efeitos tais como o sexo e o genótipo, que os dados são normalmente distribuídos. Se os dados não são normalmente distribuídos, use métodos não-paramétricos, tais como testes de Kruskal-Wallis, para comparar grupos. As análises específicas necessárias dependerá a questão científica específica e o desenho experimental.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Rieder, L. E., Larschan, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wisdom+from+the+fly.">Wisdom from the fly.</a> Trends Genet. 30 (11), 479-481 (2014).</li><li>Ugur, B., Chen, K., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+tools+and+assays+for+the+study+of+human+diseases.">Drosophila tools and assays for the study of human diseases.</a> Dis Model Mech. 9 (3), 235-244 (2016).</li><li>Hales, K. G., Korey, C. A., Larracuente, A. M., Roberts, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+on+the+fly:+A+primer+on+the+Drosophila+Model+System.">Genetics on the fly: A primer on the Drosophila Model System.</a> Genetics. 201 (3), 815-842 (2015).</li><li>Piazza, N., Gosangi, B., Devilla, S., Arking, R., Wessells, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-training+in+young+Drosophila+melanogaster+reduces+age-related+decline+in+mobility+and+cardiac+performance.">Exercise-training in young Drosophila melanogaster reduces age-related decline in mobility and cardiac performance.</a> PLoS One. 4 (6), e5886 (2009).</li><li>Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+iterative+negative+geotaxis+(RING):+a+new+method+for+assessing+age-related+locomotor+decline+in+Drosophila.">Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila.</a> Exp Gerontol. 40 (5), 386-395 (2005).</li><li>Tinkerhess, M. J., Ginzberg, S., Piazza, N., Wessells, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endurance+training+protocol+and+longitudinal+performance+assays+for+Drosophila+melanogaster.">Endurance training protocol and longitudinal performance assays for Drosophila melanogaster.</a> J Vis Exp. (61), (2012).</li><li>Mendez, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+TreadWheel:+A+novel+apparatus+to+measure+genetic+variation+in+response+to+gently+induced+exercise+for+Drosophila.">The TreadWheel: A novel apparatus to measure genetic variation in response to gently induced exercise for Drosophila.</a> PLoS One. 11 (10), e0164706 (2016).</li><li>Katzenberger, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Drosophila+model+of+closed+head+traumatic+brain+injury.">A Drosophila model of closed head traumatic brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (44), E4152-E4159 (2013).</li><li>Watanabe, L. P., Riddle, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+Rotating+Exercise+Quantification+System+(REQS),+a+novel+Drosophila+exercise+quantification+apparatus.">Characterization of the Rotating Exercise Quantification System (REQS), a novel Drosophila exercise quantification apparatus.</a> PLoS One. 12 (10), e0185090 (2017).</li><li>Reed, L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genotype-by-diet+interactions+drive+metabolic+phenotype+variation+in+Drosophila+melanogaster.">Genotype-by-diet interactions drive metabolic phenotype variation in Drosophila melanogaster.</a> Genetics. 185 (3), 1009-1019 (2010).</li><li>Bartholomew, N. R., Burdett, J. M., VandenBrooks, J. M., Quinlan, M. C., Call, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+climbing+and+flight+behaviour+in+Drosophila+melanogaster+following+carbon+dioxide+anaesthesia.">Impaired climbing and flight behaviour in Drosophila melanogaster following carbon dioxide anaesthesia.</a> Sci Rep. 5, 15298 (2015).</li><li>Huang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+variation+in+genome+architecture+among+205+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel+lines.">Natural variation in genome architecture among 205 Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel lines.</a> Genome Res. 24 (7), 1193-1208 (2014).</li><li>Mackay, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel.">The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel.</a> Nature. 482 (7384), 173-178 (2012).</li><li>Berlandi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swing+Boat:+Inducing+and+recording+locomotor+activity+in+a+Drosophila+melanogaster+model+of+Alzheimer's+disease.">Swing Boat: Inducing and recording locomotor activity in a Drosophila melanogaster model of Alzheimer's disease.</a> Front Behav Neurosci. 11, 159 (2017).</li><li>Faville, R., Kottler, B., Goodhill, G. J., Shaw, P. J., van Swinderen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+deeply+does+your+mutant+sleep?+Probing+arousal+to+better+understand+sleep+defects+in+Drosophila.">How deeply does your mutant sleep? Probing arousal to better understand sleep defects in Drosophila.</a> Sci Rep. 5, 8454 (2015).</li></ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Como ilustram os resultados representativos, o REQS é capaz de medir com precisão a atividade do exercício da drosófila. O REQS é flexível e permite que os pesquisadores atender uma variedade de pesquisa questões relacionadas com a biologia de exercício ou exercício de intervenções. Há duas etapas críticas no protocolo para destacar. Em primeiro lugar, é essencial para testar a configuração do REQS para garantir que a transmissão de dados do REQS para o DAMSystem308 está funcionando corretamente. Se nã...

Recentemente, pesquisadores começaram a usar a mosca de fruta Drosophila melanogaster para estudar Biologia do exercício. D. melanogaster tem sido um sistema modelo genético para mais de 100 anos1,2. No entanto, pesquisa da drosófila contribuiu não apenas genética, mas também uma variedade de outras disciplinas, incluindo a neurobiologia, biologia do comportamento e fisiologia3. Em 2009, torre de energia, a primeira máquina de exercício para drosófila foi descrito4. Torre de energia aproveita-se da resposta de geotaxis negativo dos animais. Quando perturbado, Drosophila tendem a mover-se para a parte superior do seu gabinete. Esta resposta está bem estabelecida e é a base do ensaio popular "RING" (Geotaxis negativo iterativo rápido5) que é usado para estimar a capacidade de escalada e/ou aptidão física em Drosophila. Torre de energia usa um braço mecânico ligado a uma unidade do motor para levantar várias vezes um conjunto de animais dentro de seus gabinetes por diversas polegadas e soltando-os de volta à terra para induzir a resposta negativa geotaxis (Tinkerhess et al . 20126 fornece um vídeo ilustrando o uso da torre de energia). Tratamento prolongado na torre de energia, portanto, aumenta a quantidade de atividade física (correr ou voar) os animais executam comparado aos animais controle não tratados e ao longo do tempo leva a melhorar o desempenho no ensaio de anel para aptidão física4. Assim, este trabalho demonstrou a viabilidade do uso da drosófila como um modelo para a biologia do exercício.
Para expandir o repertório de ferramentas disponíveis para a pesquisa de exercício de Drosophila, em 2016, Mendez e colegas descreveram uma segunda máquina de exercício de Drosophila, a Treadwheel7. Semelhante à torre de energia, a Treadwheel explora a resposta negativa geotaxis da drosófila. No entanto, esta resposta é induzida pela rotação contínua dos cercos animais, ao invés de levantamento e soltando-os como em Torre de energia. Este método de indução é mais suave e permite um regime de exercício orientado mais resistência que evita qualquer trauma físico que possa ocorrer durante o exercício em Torre de energia (ver Katzenberger, R. J. et al . 20138 para o impacto das repetidas físico trauma na saúde da drosófila). Semelhante ao Power Tower4, exercício de tratamento de animais sobre a Treadwheel leva a uma variedade de respostas fisiológicas, incluindo alterações na aptidão física, os níveis de triglicérides e corpo peso7. Assim, dois métodos complementares estão disponíveis para os biólogos da drosófila, estudando o exercício.
Uma limitação da torre de energia e a Treadwheel é a incapacidade de medir a quantidade de atividade induzida pelo exercício tratamento. Análise de vídeo-gravações retirado a Treadwheel demonstrou que havia diferenças significativas entre as várias cepas de Drosophila em como eles respondem ao tratamento de exercício7. Especificamente, as estirpes estudaram diferiam em quanto atividade adicional, que os animais realizada quando estimulado7. Esta observação levou-na desenvolver um terceiro sistema de exercício, o giro exercer quantificação sistema (REQS), que nos permite medir os níveis de actividade animal durante exercício induzida pela rotação9. O REQS utiliza uma unidade que está instalada em um braço giratório para estimular o exercício através de rotação como a Treadwheel de monitoramento de atividades de comercialmente disponível. Trabalho inicial com o REQS confirma que geneticamente diferentes cepas de Drosophila — e sexos - pode ter significativamente diferentes respostas à estimulação rotacional e, assim, a quantidade de exercício induzida não é idêntica entre diferentes genótipos9 . Assim, o REQS agora permite que os biólogos da drosófila medir a quantidade de exercício induzida pelo tratamento, abrindo uma variedade de novas vias de investigação no campo de exercício.
Aqui descrevemos detalhadamente como usar o REQS para quantificação de exercício rotacional. O REQS induz exercício rotacional e simultaneamente mede os níveis de atividade dos animais sendo tratados. O REQS é capaz de acomodar uma variedade de programas de exercícios, que vão desde o simples 2 h contínuo exercício regime demonstrou aqui mais complexos métodos de treinamento de intervalo conforme descrito por Mendez e colegas7estimulação pode ser ajustada através velocidade de rotação (entre aproximadamente 1-13 rotações por minuto). Dependendo da unidade de monitor de atividade usada para produzir o REQS, esse método é adaptável para a análise de moscas única ou grandes populações de animais. Devido a esta versatilidade, o REQS fornece a pesquisadores da drosófila com uma matriz de oportunidades para estudar, por exemplo, exercício de diferentes regimes, intervenções de dieta ou impacto da densidade populacional.

<table><tbody><tr><td>Drosophila Activity Monitor&amp;nbsp;</td><td>Trikinetics</td><td>LAM25H</td><td>REQS component</td></tr><tr><td>Telephone Cord Detangler</td><td>Uvital</td><td>uv20170719</td><td>REQS component</td></tr><tr><td>Vial closures (flugs)</td><td>Genesee Scientific</td><td>49-102</td><td>Drosophila culture supplies</td></tr><tr><td>Vials&amp;nbsp;</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-120</td><td>Drosophila culture supplies</td></tr><tr><td>Drosophila culture netting</td><td>Carolina Biological Supply</td><td>173090</td><td>Drosophila culture supplies</td></tr><tr><td>Cornmeal</td><td>Pepsico</td><td>43375</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Molasses</td><td>Golden Barrel</td><td>BLA-GAL</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Agar</td><td>Apex Bioresearch</td><td>66-103</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Inactive Dry Yeast</td><td>Genesee Scientific</td><td>62-106</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Tegosept</td><td>Apex Bioresearch</td><td>20-258</td><td>Drosophila media</td></tr><tr><td>Propionic acid</td><td>Genesee Scientific</td><td>20-271</td><td>Drosophila media</td></tr></tbody></table>

measuring exercise levels in drosophila melanogaster using the rotating exercise quantification system (reqs)

Drosophila melanogaster é um novo organismo modelo para estudos em biologia de exercício. Até à data, dois sistemas principais do exercício, a torre de energia e a Treadwheel têm sido descritos. No entanto, um método para medir a quantidade de atividade animal adicional induzida através do tratamento de exercício tem faltado. O giro exercer quantificação sistema (REQS) preenche essa necessidade, fornecendo uma medida da atividade animal para animais experimentando exercício rotacional. Este protocolo fornece detalhes sobre como usar o REQS para avaliar a atividade animal durante o exercício rotacional e ilustra o tipo de dados que podem ser gerados. Aqui, demonstramos como o REQS é usado para medir as diferenças de sexo e estirpe específicos na atividade do exercício induzida. O REQS também pode ser usado para avaliar o impacto de vários outros parâmetros experimentais como idade, dieta ou população tamanho na atividade do exercício induzido. Além disso, ele pode ser usado para comparar a eficácia do exercício de diferentes protocolos de treinamento. Importante, fornece uma oportunidade para padronizar tratamentos de exercício entre estirpes, permitindo que o pesquisador conseguir quantidades iguais de atividade entre os grupos, se necessário. Assim, o REQS é um recurso novo notável para exercício biólogos trabalhando com o sistema modelo de Drosophila e complementa os sistemas existentes de exercício.

A saída de uma corrida individual com o REQS é uma tabela de dados produzida pelo software DAMSystem308, que será rotulado "Monitor1.txt" por padrão (para um arquivo suplementar 1, ver exemplo). Um trecho de uma mesa tão é mostrado na tabela 1. Cada coluna contém os dados a partir de um tubo de ensaio individual, enquanto as linhas contêm a atividade medida em cada intervalo de tempo desde o início do experimento (topo) até o fim (parte inferior...

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

O giro exercer quantificação sistema (REQS) pode induzir o exercício em Drosophila melanogaster através de rotação enquanto simultaneamente, medindo a quantidade de atividade realizada pelos animais. Aqui, apresentamos um protocolo ponto-a-ponto, detalhando como medir os níveis de atividade dos animais experimentando tratamentos rotacionais exercício usando o REQS.

Medição de níveis de exercício em Drosophila melanogaster , usando o sistema de quantificação de exercício de giro (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 visualizações.  University of Alabama at Birmingham. O giro exercer quantificação sistema (REQS) pode induzir o exercício em Drosophila melanogaster através de rotação enquanto simultaneamente, medindo a quantidade de atividade realizada pelos animais. Aqui, apresentamos um protocolo ponto-a-ponto, detalhando como medir os níveis de atividade dos animais experimentando tratamentos rotacionais exercício usando o REQS.

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

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

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

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

Assaying atividade locomotora para estudar ritmos circadianos e sono Parâmetros em Drosophila</em

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

Neurociência

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.

A TreadWheel: Protocolo de treinamento de intervalo para suavemente induzido por exercício em Drosophila melanogaster.

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

Genética

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;

Determinação da atividade locomotora espontânea em<em&gt; Drosophila melanogaster</em

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

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

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

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

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

Um método de baixo custo para análise de Apreensão-como atividade e movimento em<em&gt; Drosophila</em

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

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

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

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

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

Uma técnica simples para avaliar a atividade locomotora em Drosophila

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

Comportamento

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

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

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

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

Protocolo de treinamento de resistência e Ensaios de desempenho longitudinal para 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 ...

Biologia

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.

Um método melhorado para rápido e preciso de medição de desempenho em vôo<em&gt; Drosophila</em

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

Measurement of 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.

A medição da taxa metabólica em<em&gt; Drosophila</em&gt; Usando respirometria

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.

Medição da Actividade larval no<em&gt; Drosophila</em&gt; Monitor de Atividade

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.

Rastreando moscas que andam livremente: um método para avaliar a locomoção em Drosophila

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

Medição de níveis de exercício em Drosophila melanogaster , usando o sistema de quantificação de exercício de giro (REQS)

Resumo

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Capítulos neste vídeo

Assaying atividade locomotora para estudar ritmos circadianos e sono Parâmetros em Drosophila

A TreadWheel: Protocolo de treinamento de intervalo para suavemente induzido por exercício em Drosophila melanogaster.

Determinação da atividade locomotora espontânea em

Um método de baixo custo para análise de Apreensão-como atividade e movimento em

Uma técnica simples para avaliar a atividade locomotora em Drosophila

Protocolo de treinamento de resistência e Ensaios de desempenho longitudinal para Drosophila melanogaster

Um método melhorado para rápido e preciso de medição de desempenho em vôo

A medição da taxa metabólica em

Medição da Actividade larval no

Rastreando moscas que andam livremente: um método para avaliar a locomoção em Drosophila