Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu rapor, bir inkübatör odası içindeki bir hava iletimi ısı stresörüne yanıt olarak bir Drosophila Aktivite Monitörü (DAM2) kullanarak yetişkin Drosophila melanogaster'in devrilme süresini ölçmek için bir yöntemi açıklar. DAM2, bir kızılötesi ışını geçerken bireysel sinek hareketlerini kaydederek aktiviteyi ölçer. Veri analizi, yazarlar tarafından oluşturulan yeni bir yürütülebilir dosya ile kolaylaştırılır.
Drosophila melanogaster'de ısı toleransı çalışması, onlarca yıldır araştırmacılar için özel bir ilgi alanı olmuştur ve ısı toleransını değerlendirmek için ortak bir yaklaşım, yüksek bir sıcaklığa maruz kaldıktan sonra devrilme süresini (TKD) izlemektir. Klasik olarak, sinekler ayrı şişelere yerleştirilir ve ısıtılmış bir su banyosunun içine yerleştirilir. TKD daha sonra araştırmacılar tarafından manuel olarak izlenir. Çok iyi kurulmuş olsa da, bu manuel tahlilleri uygularken kas spazmları da dahil olmak üzere tüm hareketlerin durdurulmasının somut bir tanımının öznellik ve tutarlı bir şekilde uygulanması sorunları devam etmektedir. TriKinetics Drosophila Activity Monitors'ü (DAM2) kullanarak ısı toleransı testlerini otomatikleştirmek için yüksek verimli bir yöntem geliştirdik. DAM2 sistemine eşlik etmek için, oluşturulan aktivite verilerinden son hareket zamanını otomatik olarak okumak için bir program yazdık ve kullanımı kolay bir yürütülebilir dosya oluşturduk. Bu komut dosyası daha sonra bir .csv dosyasına her sinek için ısı felci (TKD) süresini yazar. Verilerimiz, bu otomatik DAM2 yönteminin tutarlı ve güvenilir olduğunu göstermektedir. Bu arada, etkinlik sayısı verilerinden oluşturulan etkinlik profilleri ilgi çekicidir. Bu aktivite profilleri derlenebilir ve ısı toleransı tahlillerini, ısı toleransının nispeten çalışılmamış davranışsal bileşenlerini içerecek şekilde genişletme potansiyeline sahiptir. Bu protokol, DAM2 sisteminin ve HoTDAM'ın nasıl kullanılacağını ayrıntılı olarak açıklayacaktır! D. melanogaster'de ısı toleransını tahmin etmek için yazılım.
Ektotermler tipik olarak artan lokomotor aktivite ile ısı stresine yanıt verir. Bu fenomen, 1944'te Cowles ve Bogert tarafından tanımlanan karakteristik davranışsal tepki ile araştırmacılar tarafından onlarca yıldır görülmektedir1. Isı stresi altındaki bir organizmanın ilk olarak nasıl artan lokomotor hareket göstereceğini açıkladılar. Isı stresi arttıkça, kısa süreli aktivite patlamaları, hareketsizlik dönemleri ile serpiştirilir. Organizmanın artık koordineli hareket gösteremediği sıcaklık, kritik termal maksimumdur (CTmax). Bunu kas spam'leri takip eder ve sonuçta organizmaçöker 1,2. Bu çöküşü tanımlamak zordur ve "ısı sertliği, koma veya ölüm"2 gibi bir şeyi temsil eder. Burada, fizyolojik çöküş terimini, teorik olarak ısı stresinin bu bulanık son noktasına atıfta bulunmak için kullanacağız.
Drosophila melanogaster ve diğer küçük böcekler, ısı stresini incelemek için değerli modeller olmuştur. Isı toleransını oluşturan karmaşık özellikler koleksiyonunun en azından bir kısmını tahmin etmek için, birçok araştırmacı, sırasıyla devrilme süresini (TKD) ve CTmax'ı temsil eden fizyolojik çöküşün meydana geldiği zamanı ve sıcaklığı manuel olarak gözlemlemiştir. Çok iyi kurulmuş olmasına rağmen, bu manuel tahlil yöntemleri bazı dezavantajlara sahiptir. Fizyolojik çöküşün operasyonel bir tanımını oluşturmak ve tüm vakalara uygun şekilde uygulamak, özellikle gözlemciler daha az deneyimli olduğunda, zor olabilir. Örneğin, organizma hangi noktada kas spazmlarından çökmeye başlar? Çökmeden önceki kas spazmları ve nöbet aktivitesinin paterni tahmin edilemez olabilir ve doğru gözlemikarmaşıklaştırabilir 2,3, doğruluk ve hassasiyeti tehdit edebilir. Bu arada, gözlemdeki zorluk, bir kerede test edilebilecek organizma sayısını da sınırlayarak ölçeklenebilirliği sınırlar.
Aktivitedeki bir artış, ısıya tutarlı bir yanıt olduğundan ve TKD ve CTmax nihayetinde aktivitenin durduğu nokta olduğundan, ısı toleransı testlerini otomatikleştirmek için TriKinetics'in Drosophila Aktivite Monitörlerini (DAM2) kullanmaya çalıştık. Kısa bir süre önce, DAM2 sistemini kullanarak kullanımı kolay bir yazılımla birlikte otomatik bir test için bir yöntem yayınladık4. Tahlil, TKD cinsinden ısı toleransı ölçümleri ile klasik manuel gözlem tabanlı TKD tahlili çeşitli faktörlerde karşılaştırılarak doğrulandı. Ayrıca, indüklenebilir termotolerans fenotipini daha fazla karakterize etmek için TKD testlerinin lokomotor aktivite bileşenini de araştırdık. Tahlil ve beraberindeki yazılıma HoTDAM adını verdik! (Drosophila Aktivite İzleme Sistemi kullanılarak Isı Toleransı testleri). Burada, DAM2 sistemini ve HoTDAM'ı kullanarak otomatik ısı toleransı test yönteminin ayrıntılı bir açıklamasını sunuyoruz! yazılım. Testin kullanımı kolaydır ve aynı anda birçok organizmanın ölçümüne izin vermek için kolayca ölçeklenebilir.
Bu yazıda, termosensoriyel mutant sinekler (geçici reseptör potansiyeli ankyrin 1; TRPA1) ve genetik kontrolleri (White1118; W1118). Bu organizmalar, tahlil için ısı stresi sırasında görülen karakteristik artan aktivitenin önemini vurgulamak için seçilmiştir. Yani, TRPA1 organizmaları bu kaçış davranışını göstermez, bu da korunmuş davranışsal tepkiler ile TKD gibi ısı toleransı tahminleri arasındaki içsel bağlantıyı gösterir. Testi hem kadınlar hem de erkekler için gerçekleştirdik ve ısıyla sertleştirici bir ön işlem uyguladık. Burada sunulan temsili sonuçlar, daha önce yayınlanan orijinal doğrulama testlerinde kullanılanlardan tamamen yeni tahlillerden elde edilen verilerdir.
1. Sinek hayvancılığı
2. Ön arıtma
3. DAM2 sistem kurulumu
4. Isı toleransı deneyi
5. Veri organizasyonu ve analizi
NOT: Yürütülebilir uygulamanın GitHub'dan nasıl indirileceği ve yazılımın temel işlevleri hakkında bilgi için Ek Video S1'e bakın.
6. İstatistik
NOT: Deney düzeneğinin özelliklerine bağlı olarak TKD verilerini analiz etmek için birçok farklı test kullanılabilir.
TRPA1 ve w1118 hisseleri için analizler ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Yüzdelik TKD süreleri ve diğer tanımlayıcılar Tablo 1'de bulunabilir.
Yüzdelikdilimler a | ||||||||
Seks | Muamele | 25.... |
Burada tanımladığımız ısı toleransı tahlil yöntemi çok yönlü ve ölçeklenebilirdir. Daha önce HoTDAM'ı karşılaştırdığımız bir doğrulama çalışması yayınlamıştık! Klasik, gözleme dayalı bir TKD testine yöntem ve otomatik tahlilin birkaç faktörde aynı genel eğilimi gösterdiği bulundu4 (Şekil 3). Başka bir deyişle, klasik manuel TKD tahlili ile aynı şekilde, DAM2 otomatik tahlili, organizmalar...
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.
Açıklanan proje, Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Genel Tıp Bilimleri Enstitüsü'nden (5P20GM103427 ve 1U54GM115458) Kurumsal Gelişim Ödülü (IDeA) hibeleri ile desteklenmiştir. UNK Lisans Araştırma Görevlileri Programı ve UNMC Tıp Öğrencisi Yaz Araştırma Programı.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
14 mL polystyrene test tubes | Falcon | 352057 | |
30 gallon fish tank | Wal-mart | ||
8 oz bottles | Genesee | 32-129F | |
Constant Climate Chamber | Memmert | HPP750eco | |
cornmeal | Lab Scientific | FLY801010 | |
DAM2 Drosophila Activity Monitor | TriKinetics | DAM2 | (DAMSystem3 Data Sheet) https://www.trikinetics.com/Downloads/DAMSystem%20Price%20List%202024.7.pdf |
DAMSystem data acquisition software | TriKinetics | free download | |
Drosophila agar | Lab Scientific | FLY80201 | |
ethanol | Fisher Scientific | BP82011 | |
Ether | Fisher Scientific | E134-4 | |
FileScan software | TriKinetics | for scanning for text errors, binning data, and output | |
FlyStuff Flugs for bottles | Genesee | 49-100 | |
FlyStuff Flugs for vials | Genesee | 49-102 | |
FlyStuff vials | Genesee | 32-113RL | |
HoTDAM software | Github or Trikinetics | https://github.com/MatthewR47/HoTDAM | |
Immersion circulating heater | PolyScience | MX-CA11B | |
molasses | Lab Scientific | FLY80084 | |
propionic acid | Fisher Scientific | A258-500 | |
Pyrex Glass tubes 5 x 65 mm for DAM2 | TriKinetics | PGT 5x65 | https://www.trikinetics.com/Downloads/DAMSystem%20Price%20List%202024.7.pdf |
small paint brush | Wal-mart | ||
SPSS Statistics | IBM | ||
tegosept | Lab Scientific | FLY55015 | |
torula yeast | MP Biomedicals | 290308505 | |
TRPA1 mutant stock | Bloomington Stock center | 26504 | w[1118]; TI{w[+mW.hs]=TI}TrpA1[1] |
w1118 stock | Bloomington Stock center | 3605 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır