A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
הפרעת הספקטרום האוטיסטי (ASD) קשורה להתנהגות חברתית ותקשורתית לקויה ולהופעתה של התנהגות חזרתית. לצורך חקר הקשר בין גנים אוטסיים וליקויים התנהגותיים במודל דרוזופילה , מתוארות במאמר זה חמש פרדיגמות התנהגותיות להערכת ריווח חברתי, תוקפנות, חיזור, טיפוח והתנהגות הרגלה.
הפרעת הספקטרום האוטיסטי (ASD) כוללת קבוצה הטרוגנית של הפרעות נוירו-התפתחותיות עם סימפטומים התנהגותיים נפוצים, כולל ליקויים באינטראקציה חברתית וביכולת תקשורת, התנהגויות מוגבלות או חוזרות משופרות, וגם, במקרים מסוימים, לקות למידה וליקוי מוטורי. דרוזופילה שימשה כאורגניזם מודל שאין שני לו למידול מספר רב של מחלות אנושיות. מכיוון שגנים רבים היו מעורבים באוטיזם, זבובי פירות התגלו כדרך רבת עוצמה ויעילה לבחון את הגנים המעורבים לכאורה בהפרעה. מכיוון שמאות גנים, בעלי תפקידים תפקודיים מגוונים, מעורבים באוטיזם, מודל זבוב גנטי יחיד של ASD אינו ישים; במקום זאת, מוטציות גנטיות בודדות, הפלות גנים, או מחקרים מבוססי ביטוי יתר של הומולוגים של זבובים של גנים הקשורים ל- ASD הם האמצעי הנפוץ להשגת תובנה לגבי מסלולים מולקולריים העומדים בבסיס תוצרי גנים אלה. שורה של טכניקות התנהגותיות זמינות בדרוזופילה המספקות קריאה קלה של ליקויים במרכיבים התנהגותיים ספציפיים. מבחני מרחב חברתי ומבחני תוקפנות וחיזור בזבובים הוכחו כיעילים בהערכת פגמים באינטראקציה חברתית או בתקשורת. התנהגות טיפוח בזבובים היא קריאה מצוינת של התנהגות חזרתית. בדיקת הרגלה משמשת בזבובים כדי להעריך את היכולת ללמידה של הרגלה, אשר נמצא מושפע אצל חלק מחולי ASD. שילוב של פרדיגמות התנהגותיות אלה יכול לשמש כדי לבצע הערכה יסודית של מצב המחלה דמוי ASD האנושי בזבובים. באמצעות שימוש בזבובים מוטנטיים מסוג Fmr1 , שחזור תסמונת ה-X השביר בבני אדם, והפלה בשורה הומולוגית של POGZ בנוירונים של זבובים, הראינו ליקויים הניתנים לכימות בריווח חברתי, תוקפנות, התנהגות חיזור, התנהגות טיפוח והרגלה. פרדיגמות התנהגותיות אלה מודגמות כאן בצורותיהן הפשוטות והפשוטות ביותר, מתוך הנחה שזה יקל על השימוש הנרחב בהן למחקר על ASD והפרעות נוירו-התפתחותיות אחרות במודלים של זבובים.
הפרעת הספקטרום האוטיסטי (ASD) כוללת קבוצה הטרוגנית של הפרעות נוירולוגיות. הוא כולל מגוון של הפרעות נוירו-התפתחותיות מורכבות המאופיינות בגירעונות רב-הקשריים ומתמשכים בתקשורת חברתית ובאינטראקציה חברתית ובנוכחות דפוסי התנהגות ופעילות ותחומי עניין מוגבלים, חוזרים ונשנים1. על פי ארגון הבריאות העולמי (WHO), 1 מכל 100 ילדים מאובחן עם ASD ברחבי העולם עם יחס זכר-נקבה של 4.22. המחלה מתגלה בשנה השנייה או השלישית לחיים. ילדים אוטיסטים מראים חוסר עניין בהדדיות חברתית-רגשית, תקשורת לא מילולית ומיומנויות יחסים. הם מפגינים התנהגויות חוזרות ונשנות כמו תנועה מוטורית סטריאוטיפית, מעקב שגרתי לא גמיש וטקסי, והתמקדות אינטנסיבית בתחומי עניין מ....
עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים הקשורים לכל החומרים והריאגנטים המשמשים בפרוטוקול זה.
1. מבחן תוקפנות
בדיקת תוקפנות
כמודל ASD זבוב, זבובים מוטנטיים Fmr1 שימשו63,64. w1118 זכרים שימשו כביקורת ו-Fmr1 trans-heterozygote Fmr1Δ113M/Fmr1Δ50M57 זבובים זכרים כזבובי ניסוי; זכרים בוגרים שוכנו בצינורות בידוד במשך 5 ימים. זכרים הומוטיפיים (אותו גנ?.......
דרוזופילה משמשת כאורגניזם מודל משובח למחקר בהפרעות נוירולוגיות בבני אדם בשל רמה גבוהה של שימור רצפי גנים בין גנים של זבובים ומחלות אנושיות9. פרדיגמות התנהגותיות חזקות רבות הופכות אותו למודל אטרקטיבי לחקר פנוטיפים המתבטאים במוטציות המשחזרות מחלות אנושיות. מכיוון שמאות .......
אנו מודים מאוד למאני רמאסוואמי (NCBS, בנגלור) ולבאסקר בקטבצ'אלו (IIT מנדי) על מערך בדיקת ההרגלה ובחירת הריח, לפוואן אגרוואל (MAHE) על הצעותיו יקרות הערך על מבחן התוקפנות, לאמיטאבה מג'ומדר (NCCS, פונה) על שיתוף אב הטיפוס של תא בדיקת החיזור שלו וקווי הזבוב המוטנטים Fmr1 , ולגאורב דאס (NCCS, פונה) על שיתוף קו MB247-GAL4. אנו מודים למרכז המניות בלומינגטון דרוזופילה (BDSC, אינדיאנה, ארה"ב), המכון הלאומי לגנטיקה (NIG, קיוטו, יפן), אוניברסיטת בנרס הינדו (BHU, ורנסי, הודו) והמרכז הלאומי למדעי הביולוגיה (NCBS, בנגלור, הודו) על קווי דרוזופילה . העבודה במעבדה נתמכה על ידי מענקים מ- SERB-DST (ECR/2017/002963) ל- AD, מלגת DBT Ramalingaswami שהוענקה ל- AD....
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Aggression arena: | |||
Standard 24-well plate made of transparent polystyrene | 12 cm x 8 cm x 2 cm. Diameter of a single well= 18 cm. Sigma-aldrich #Z707791; depth = 1 cm | ||
Transparent plastic/acrylic sheet | Alternative: a perforated lid of a cell culture plate | ||
Social Space Assay: | |||
Binder clips | 19 mm | ||
Glass sheets and acrylic sheets of customized sizes | Thickness = 5 mm | ||
Courtship assay: | |||
Nut and bolt with threading | |||
Perspex sheets of customized shapes | i) Lid: A custom-made round transparent Perspex disk (2-3 mm thickness, 70 mm diameter) with one loading hole at the peripheral region and another screw hole at the center (diameter ~ 3 mm for each); ii) A second transparent thicker Perspex disk (3-4 mm thickness, 70 mm diameter), with 6-8 perforations of diameter 15 mm, equidistant from the center; iii) Base: Same as lid except without the loading hole | ||
Grooming assay: | |||
Diffused glass-covered LED panel | 10–15-Watt ceiling mountable LED panel | ||
Habituation and Y-maze assay | |||
Climbing chambers | x2, Borosilicate glass | ||
Adapter for connecting Y-maze with entry vial | Perspex, custom made, measurements in Figure 5A | ||
Clear reagent bottles | Borosil #1500017 | ||
Gas washing stopper | Borosil #1761021 | ||
Glass vial | OD= 25 mm x Height= 85 mm; Borosilicate Glass | ||
Odorant (Ethyl Butyrate) | Merck #E15701 | ||
Paraffin wax (liquid) light | SRL #18211 | ||
Roller clamps | Polymed #14098 | ||
Silicone tubes | OD = 0.6 cm, ID = 0.3 cm; roller clamps for flow control | ||
Vacuum pump | Hana #HN-648 (Any aquarium pump with flow direction reversed manually) | ||
Y-maze | Borosilicate glass | ||
Y-shaped glass tube (borosilicate glass) | Custom made, measurements in Figure 5A | ||
Common items: | |||
Any software for video playback (eg.- VLC media player) | https://www.videolan.org/vlc/ | ||
Computer for video data analysis | |||
Fly bottles | OD= 60 mm x Height= 140 mm; glass/polypropylene | ||
Fly vials | OD= 25 mm x Height= 85 mm; Borosilicate Glass | ||
Graph-pad Prism software | https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/www.graphpad.com/scientific-software/prism/ | ||
ImageJ software | https://imagej.net/downloads | ||
Timer | |||
Video camera with video recording set up | Camcorder or a mobile phone camera will work | ||
For Fly Aspirator: | |||
Cotton | Absorbent, autoclaved | ||
Parafilm | Sigma-aldrich #P7793 | ||
Pipette tips | 200 µL or 1000 µL, choose depeding on outer diameter of the silicone tube | ||
Silicone/rubber tube | length= 30-50 cm. The tube should be odorless | ||
Composition of Fly food: | |||
Ingredients (amount for 1 L of food) | |||
Agar (8 g) | SRL # 19661 (CAS : 9002-18-0) | ||
Cornflour (80 g) | Organic, locally procured | ||
D-Glucose (20 g) | SRL # 51758 (CAS: 50-99-7) | ||
Propionic acid (4 g) | SRL # 43883 (CAS: 79-09-4) | ||
Sucrose (40 g) | SRL # 90701 (CAS: 57-50-1) | ||
Tego (Methyl para hydroxy benzoate) (1.25 g) | SRL # 60905 (CAS: 5026-62-0) | ||
Yeast Powder (10 g) | HIMEDIA # RM027 | ||
Fly lines used in the experiments in this study: | |||
Wild type (Canton S or CS) | BDSC # 64349 | ||
w1118 | BDSC # 3605 | ||
w[1118]; Fmr1[Δ50M]/TM6B, Tb[+] | BDSC # 6930 | ||
w[*]; Fmr1[Δ113M]/TM6B, Tb[1] | BDSC # 67403 | ||
MB247-GAL4 (Gaurav Das, NCCS Pune, India) | BDSC # 50742 | ||
LN1-GAL4 | NP1227, NP consortium, Japan | ||
row-shRNA | BDSC # 25971 |
Explore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved