Name: light preference assay to study innate and circadian regulated photobehavior in drosophila larvae
Uploaded: 2013-04-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Light Preference Assay to Study Innate and Circadian Regulated Photobehavior in Drosophila Larvae at JoVE.com

Vi takker vores kolleger på Biologisk Institut, University of Fribourg for frugtbare diskussioner. Vi takker Bloomington Stock Center for at give flyve bestande. Dette arbejde blev støttet af den schweiziske National Science Foundation (PP00P3_123339) og Velux Fonden til SGS

1.. Larveopdræt <ol><li> Hold flyve stammer eller genetiske krydsninger i massekultur ved 25 ° C på majsgryn medium under en 12-timers lys-12-timers mørkecyklus i en flue inkubator udstyret med lys og timeren. </li><li> Fortynd Backer gær i vand til dannelse af en flydende pasta (10 g Backer gær fortyndet med 3-4 ml destilleret H2O). Tilføj en lille dråbe til majsmel mad og dække glassene. Lad tørre i mindst en time for at undgå voksne fluer klistrer til gær pasta. Sætte en lille dråbe af gær...

<ol>
	<li>Sawin-McCormack, E. P., Sokolowski, M. B., Campos, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+genetic+analysis+of+Drosophila+melanogaster+photobehavior+during+larval+development.">Characterization and genetic analysis of Drosophila melanogaster photobehavior during larval development.</a> J. Neurogenet. 10, 119-135 (1995).</li><li>Sprecher, S. G., Pichaud, F., Desplan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+and+larval+photoreceptors+use+different+mechanisms+to+specify+the+same+Rhodopsin+fates.">Adult and larval photoreceptors use different mechanisms to specify the same Rhodopsin fates.</a> Genes Dev. 21, 2182-2195 (2007).</li><li>Sprecher, S. G., Desplan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Switch+of+rhodopsin+expression+in+terminally+differentiated+Drosophila+sensory+neurons.">Switch of rhodopsin expression in terminally differentiated Drosophila sensory neurons.</a> Nature. 454, 533-537 (2008).</li><li>Xiang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-avoidance-mediating+photoreceptors+tile+the+Drosophila+larval+body+wall.">Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall.</a> Nature. 468, 921-926 (2010).</li><li>Diaz, N. N., Sprecher, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoreceptors:+unconventional+ways+of+seeing.">Photoreceptors: unconventional ways of seeing.</a> Curr. Biol. 21, R25-R27 (2011).</li><li>Emery, P., 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=Drosophila+CRY+is+a+deep+brain+circadian+photoreceptor.">Drosophila CRY is a deep brain circadian photoreceptor.</a> Neuron. 26, 493-504 (2000).</li><li>Mazzoni, E. O., Desplan, C., Blau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+pacemaker+neurons+transmit+and+modulate+visual+information+to+control+a+rapid+behavioral+response.">Circadian pacemaker neurons transmit and modulate visual information to control a rapid behavioral response.</a> Neuron. 45, 293-300 (2005).</li><li>Keene, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+visual+pathways+mediate+Drosophila+larval+light+avoidance+and+circadian+clock+entrainment.">Distinct visual pathways mediate Drosophila larval light avoidance and circadian clock entrainment.</a> J. Neurosci. 31, 6527-6534 (2011).</li><li>Gong, Z. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+Pairs+of+Neurons+in+the+Central+Brain+Control+Drosophila+Innate+Light+Preference.">Two Pairs of Neurons in the Central Brain Control Drosophila Innate Light Preference.</a> Science. 330, 499-502 (2010).</li><li>Lilly, M., Carlson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=smellblind:+a+gene+required+for+Drosophila+olfaction.">smellblind: a gene required for Drosophila olfaction.</a> Genetics. 124, 293-302 (1990).</li><li>Bodenstein, D., Demerec, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+postembryonic+development+of+Drosophila.">The postembryonic development of Drosophila.</a> Biology of Drosophila. , 275-367 (1950).</li><li>Pittendrigh, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+systems:+Entrainment.">Circadian systems: Entrainment.</a> Biological Rhythms. 4 Handbook of Behavioral Neurobiology, 95-124 (1981).</li><li>Collins, B., Kane, E. A., Reeves, D. C., Akabas, M. H., Blau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balance+of+Activity+between+LN(v)s+and+Glutamatergic+Dorsal+Clock+Neurons+Promotes+Robust+Circadian+Rhythms+in+Drosophila.">Balance of Activity between LN(v)s and Glutamatergic Dorsal Clock Neurons Promotes Robust Circadian Rhythms in Drosophila.</a> Neuron. 74, 706-718 (2012).</li><li>Keene, A. C., Sprecher, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seeing+the+light:+photobehavior+in+fruit+fly+larvae.">Seeing the light: photobehavior in fruit fly larvae.</a> Trends Neurosci. 35, 104-110 (2012).</li><li>von Essen, A. M., Pauls, D., Thum, A. S., Sprecher, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacity+of+visual+classical+conditioning+in+Drosophila+larvae.">Capacity of visual classical conditioning in Drosophila larvae.</a> Behav. Neurosci. 125, 921-929 (2011).</li></ol>

Lyset præference beskrevne test drager fordel af larver medfødte photobehavior. Analysen er let at bevise, tillader mange gentagelser med lave omkostninger og leverer værdifulde oplysninger om lys sensing og forarbejdning. Den eksperimentelle paradigme tillader relativ hurtig kvantificering af, hvor mange personer foretrækker lys eller mørk. Sådan præference kan vises som rå procenter eller alternativt Preference Index (PREF). Præfekturet udtrykkes som forskellen af ​​dyr, foretrukket lys og dyr, foretrukke...

Her beskriver vi en adfærdsmæssig assay baseret på larvestadiet præference for mørke (eller lys). Larver reagerer med en stærk og stereotyp photonegative respons under fouragering faser (L1 til tidlig L3) 1. Assayet har til formål at vurdere den photophobic adfærd larve og sammenligner lys eller mørk præference for en gruppe af larver bevæge sig frit i en petriskål coatet med agar. Denne adfærdsmæssige analyse ikke kun indeholder oplysninger om følsomheden, integration og tidsmæssige plasticitet det visuelle system, er det endvidere tips om, hvordan lysfølsomhed og dens proces styres af døgnrytmen system. Drosophila larver øje (også betegnet Bowlig Orgel, BO), er det vigtigste organ for lyssans. Hvert øje består af 12 fotoreceptorer (PR), otte PRs udtrykker den grønne-følsomme rhodopsin6 (RH6) og fire PRs udtrykker den blå-følsomme rhodopsin5 (RH5) 2,3. Ud over PRS, also klasse IV multidendritic neuroner, som dækker larve kropsvæggen, er blevet identificeret til at reagere på skadelige lysintensiteter 4,5. Det er også kendt, at pacemaker neuroner beliggende i den centrale Larvetilstand hjerne udtrykker det lysfølsomme protein Cryptochrome (Cry), der fungerer som ur iboende blå lyssensor i hjernen 6,7. Intriguingly photophobicity af vildtypedyr viser en døgnrytmen komponent på forskellige tidspunkter i løbet af dagen og natten, når der testes med denne analyse. Reaktionerne på baggrund af fouragering L3 larver viste stærkere photophobicity ved daggry og lavere photophobicity i skumringen, når testet for lys-mørke præference 7.. Interessant kun RH5-prs er nødvendige for let undgåelse, mens RH6-prs kan undværes. Både RH5-prs og RH6-prs er involveret i at nulstille den molekylære ur med lys 8. Den Cry vej skal koordineres med de øvrige lysfølsomme veje at orkestrere en passende adfærdsmæssig produktion iløbet af dagen. Acetylcholin i PRS spiller en afgørende rolle i lyset undgåelsesadfærd samt medrivning af den molekylære ur. Blokering acetylcholin neurotransmission fra PRS til døgnrytmen pacemaker neuroner reducerer photophobic respons i lys-mørke præference assay 8.. Anvender det samme assay, har to symmetriske par af neuroner for nylig blevet identificeret til at skifte lyset præference tredje larver instar Drosophila 9.. Disse to par neuroner kan fungere under sene larvestadier, når dyrene forlader mad til formentlig finde en passende pupariation site. Men spørgsmålet om, hvordan de visuelle veje interagere og kontrollere larve visuel adfærd på en døgnrytmen måde stort set ubesvaret. Lyset præference analysen tillader sammenligninger mellem døgnrytmen tidspunkter, flyve linjer og døgnrytmen stat under forskellige lys kvaliteter. Analysen er let forberedt og billig og har været gavnlig tidligere jegn flere laboratorier for at beskrive og studere lys afledt adfærd i larve.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Agar</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>A5093-500G</td>
 <td>2.5%; Sigma-Aldrich, 9471 Buchs, Switzerland </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Petri dishes</td>
 <td>Greiner Bio-One GmbH</td>
 <td>633180</td>
 <td>90-mm diameter; Greiner Bio-One GmbH, 4550 Kremsmeinster, Austria</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LEDs Lamp</td>
 <td>OSARAM </td>
 <td>80012 White</td>
 <td>LED lamp, 80012 White</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Environment Meter</td>
 <td>PCE</td>
 <td>PCE EM882</td>
 <td>Lux, Temp, RH%</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Thermostatic cabinet</td>
 <td>Aqua Lytic (Liebherr)</td>
 <td>ET636-6</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Light timer</td>
 <td>Timer T</td>
 <td>6185.104</td>
 <td>230V/50HZ (check specifications for your country)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Universal thermostat</td>
 <td>Conrad</td>
 <td>UT200</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Humidifier</td>
 <td>Boneco</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Balck tape</td>
 <td>Tesa</td>
 <td></td>
 <td>5 cm </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Glue</td>
 <td>Uhu</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>lncubator lamp</td>
 <td>Phillips</td>
 <td>Softtone</td>
 <td>5W</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Timer clock</td>
 <td>Ziliss</td>
 <td></td>
 <td>Ziliss, Switzerland</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Excel Software</td>
 <td>Microsoft</td>
 <td></td>
 <td>Excel</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Origin Software 8.5</td>
 <td>OriginLab</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Backer Yeast</td>
 <td>Migros Switzerland</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Iron support stand 17X28CM</td>
 <td>Fisher Scientific</td>
 <td>S47808</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Acetic acid</td>
 <td>Sigma Aldrich</td>
 <td>A6283-100ML</td>
 <td>20% acetic acid dilluted in H2O</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Red light lamp</td>
 <td>Phillips</td>
 <td>PFE712E*8C</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spatula </td>
 <td>Fisher Scientific</td>
 <td>14-373-25A</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Power supply</td>
 <td>EA</td>
 <td>EA PS 2042-06B</td>
 <td>Optional</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Aluminium foil</td>
 <td>Prix Coop</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Heater</td>
 <td>GOON</td>
 <td>NSB200C</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Microwave Oven</td>
 <td>Intertronic</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Standard corn meal fly food</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Destilled water </td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

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

Lette fungerer som miljømæssig signal til at styre dyrs adfærd på forskellige niveauer. Drosophila larver nervesystem bliver brugt som et unikt model til at besvare grundlæggende spørgsmål om, hvordan lys oplysningerne behandles og deles mellem hurtige og døgnrytmen adfærd. Drosophila larver vise en stereotyp undgåelse adfærd, når de udsættes for lys. At undersøge lys afhængige adfærd sammenligneligt enkle lys og mørke præference tests kan anvendes. I hvirveldyr og leddyr nervebanerne involveret i sensing og behandling visuelle inputs delvist overlapper de behandling fotisk døgnrytmen information. Den fascinerende spørgsmål om, hvordan lyset sensing systemet og døgnrytmen systemet interagerer for at holde adfærdsmæssige udgange koordineret stort set uudforsket. Drosophila er en påvirker biologisk model til at håndtere disse spørgsmål, på grund af et lille antal af neuroner i hjernen og tilgængeligheden af genetiske værktøjer for neuronal manipulation. Den præsenterede lys-mørke præference assay tillader undersøgelse af en række visuelle adfærd, herunder døgnrytmen kontrol phototaxis.

Efter ovenfor beskrevne protokol, vi testede lys-mørke præference i begyndelsen tredje larval stadion af vildtype Canton-S flyver på to forskellige døgnrytmen gange CT0 og CT12. Voksne var opdrættet 12-timers lys-12-timers mørke og venstre for at lægge æg for 12 timer. Larver vokse de første to dage under samme lys-mørke-regime. Da vi ønskede at teste døgnrytmen graduering under konstant forhold (fri drift af døgnrytmen ur), blev larverne derefter overført til konstant mørke for de næste tre dage, indtil...

Watch this Scientific Journal Video about Light Preference Assay to Study Innate and Circadian Regulated Photobehavior in Drosophila Larvae at JoVE.com

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

Her beskriver vi en lys-mørke præference test for Drosophila larve. Denne analyse giver oplysninger om medfødte og døgnrytmen regulering af lys sensing og behandling photobehavior.

Light Preference Assay til at studere Medfødte og Circadian Reguleret Photobehavior i<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver

Light acts as environmental signal to control animal behavior at various levels. The Drosophila larval nervous system is used as a unique model to answer ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

The dendritic arborization (da) neurons of the Drosophila peripheral nervous system (PNS) provide an excellent model system in which to investigate the ...

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

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) ...

Measuring Circadian and Acute Light Responses in Mice using Wheel Running Activity

Circadian rhythms are physiological functions that cycle over a period of approximately 24 hours (circadian- circa: approximate and diem: day)1, 2.  They ...

Methods to Assay Drosophila Behavior

Methods to Assay Drosophila Behavior

Fremgangsmåder til assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular ...

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

Lokale og globale metoder til vurdering Termisk nociception i<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of ...

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

Visualisering af proprioceptorer i<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver og pupper

Proprioception is the ability to sense the motion, or position, of body parts by responding to stimuli arising within the body. In fruitflies and other ...

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

Appetitive Associativ olfaktorisk læring i<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver

In the following we describe the methodological  details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with ...

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

Fouragering Sti-længde Protokol for<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Larver

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

Taste Preference Assay for Adult Drosophila

Taste Preference Assay for Adult Drosophila

Smag Preference Assay for Voksen<em&gt; Drosophila</em

Olfactory and gustatory perception of the environment is vital for animal survival.  The most obvious application of these chemosenses is to be able to ...