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

Wij danken onze collega&#39;s van het Departement Biologie, Universiteit van Fribourg voor vruchtbare discussies. Wij danken de Bloomington Stock Centrum voor het verstrekken vlieg voorraden. Dit werk werd financieel ondersteund door de Zwitserse National Science Foundation (PP00P3_123339) en de Velux Stichting SGS

1. Larvale Opfok <ol><li> Houd vliegen stammen of genetische kruisen in de massacultuur bij 25 ° C op maïsmeel medium onder een 12-uur licht-12-uur donker cyclus in een vlieg incubator uitgerust met licht en timer. </li><li> Verdun Backer gist in water om een vloeibare pasta (10 g gist Backer verdund met 3-4 ml gedestilleerd H2 O) vormen. Voeg een kleine druppel op de maïsmeel voedsel en dekking van de flesjes. Laten drogen gedurende ten minste een uur om volwassen vliegen voorkomen vasthouden aan de gis...

<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>

De lichte voorkeur beschreven test maakt gebruik van de larvale aangeboren photobehavior. De test is eenvoudig vast te stellen, kunnen veel herhalingen tegen lage kosten en levert waardevolle informatie over licht sensing en verwerking. De experimentele paradigma maakt relatief snelle kwantificering van hoeveel mensen de voorkeur licht of donker. Een dergelijke voorkeur kan worden weergegeven als ruwe percentages of als alternatief als Preference Index (PREF). De PREF wordt uitgedrukt als het verschil van dieren die de ...

Hier beschrijven we een gedrags test op basis van de larvale voorkeur voor donker (of licht). Larven reageren met een sterke en stereotiep photonegative respons tijdens foerageren fasen (L1 tot begin L3) 1. De test is bedoeld om de photophobic gedrag van de larve beoordelen en vergelijkt de lichte of donkere voorkeur een groep larven vrij bewegen in een petrischaal bedekt met agar. Dit gedrag assay geeft niet alleen informatie over de gevoeligheid, integratie en temporele plasticiteit van het visuele systeem, verschaft verder aanwijzingen hoe lichtgevoeligheid en wordt gecontroleerd door het circadiane systeem. De Drosophila larvale oog (ook wel Bowlig Organ; BO), is het belangrijkste orgaan voor lichte waarneming. Elk oog is samengesteld uit 12 fotoreceptoren (PR), acht PR drukken de groengevoelige rhodopsin6 (rh6) en vier PR drukken de blauwgevoelige rhodopsin5 (RH5) 2,3. Naast PR, also klasse IV multidendritic neuronen, die het larvale lichaam muur bedekken, zijn geïdentificeerd om te reageren op schadelijke lichtintensiteiten 4,5. Het is ook bekend dat de pacemaker neuronen gelegen in de centrale larvale hersenen uiten het lichtgevoelige eiwit Cryptochrome (Cry) dat fungeert als klok intrinsieke blauw licht sensor in de hersenen 6,7. Intrigerend photophobicity van wild type dieren toont een circadiane component op verschillende tijdstippen in de loop van de dag en nacht bij het testen met deze test. Reacties op licht van foeragerende L3 larve bleek sterker photophobicity bij zonsopgang en lagere photophobicity in de schemering tijdens tests voor licht-donker voorkeur 7. Interessant alleen Rh5-PR&#39;s zijn nodig voor licht vermijden, terwijl Th6-PR&#39;s zijn overbodig. Beide, Rh5-PR&#39;s en Th6-PR&#39;s zijn betrokken bij het ​​resetten van de moleculaire klok door licht 8. De Cry traject moet worden gecoördineerd met de andere licht-sensing paden naar een passende gedrags-output in de orkestrerenloop van de dag. Acetylcholine in PR speelt een essentiële rol in het licht vermijdingsgedrag alsmede meevoeren van de moleculaire klok. Het blokkeren van acetylcholine neurotransmissie van PR tot circadiane pacemaker neuronen reduceert de photophobic reactie in het licht-donker voorkeur test 8. Gebruikmakend van dezelfde test, hebben twee symmetrische paren van neuronen is onlangs geïdentificeerd aan het licht voorkeur van het derde larvale instar van Drosophila 9 schakelen. Deze twee paren van neuronen kunnen functioneren tijdens de late larvale stadia, wanneer dieren het voedsel om vermoedelijk te vinden een geschikte verpopping plaats. Echter, de vraag hoe de visuele pathways interactie en controle larvale visuele gedrag op een circadiane manier blijft grotendeels onbeantwoord. De lichte voorkeur assay maakt vergelijkingen tussen circadiane tijdstippen, vliegen lijnen en circadiane staat onder verschillende licht kwaliteiten. De test is eenvoudig voorbereid en goedkoop en is nuttig geweest eerder in verschillende labs te beschrijven en te bestuderen licht afgeleid gedrag in de 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

Licht fungeert als milieu-signaal naar het gedrag van dieren op verschillende niveaus te controleren. De Drosophila larvale zenuwstelsel wordt gebruikt als een uniek model om fundamentele vragen over hoe licht informatie wordt verwerkt en gedeeld tussen snelle en circadiane gedrag te beantwoorden. Drosophila larven weer een stereotype vermijdingsgedrag bij blootstelling aan licht. Aan het licht afhankelijke gedrag vergelijkbaar eenvoudige licht-donker voorkeur tests kunnen worden toegepast onderzoeken. In gewervelde dieren en geleedpotigen de zenuwbanen betrokken bij het voelen en verwerken van visuele input gedeeltelijk overlappen met die verwerking fotische circadiane informatie. De interessante vraag hoe het lichtgevoelige systeem en circadiane systeem communiceren gedrag outputs gecoördineerd blijven grotendeels onontdekt. ​​Drosophila is een botsend biologisch model om deze problemen te benaderen, door een klein aantal neuronen in de hersenen en de beschikbaarheid van genetische hulpmiddelen voor neuronale MANIPULatie. De gepresenteerde licht-donker voorkeur test laat het onderzoek van een reeks visuele gedragingen waaronder circadiane controle phototaxis.

Volgens het protocol dat hierboven beschreven, testten we licht-donker voorkeur in het vroege derde larvale stadium van wild type Canton-S vliegt op twee verschillende circadiane keer CT0 en CT12. Volwassenen zijn gefokt 12-uur licht-12-uur donker en verlaten om eieren te leggen voor 12 uur. Larven groeien de eerste twee dagen onder dezelfde licht-donker regime. Omdat we wilden circadiaanse modulatie onder constante omstandigheden (vrij lopen van de circadiane klok) te testen, werden larven vervolgens overgebracht naar ...

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

Hier beschrijven we een licht-donker voorkeur test voor Drosophila larven. Deze test geeft informatie over aangeboren en circadiane regulatie van licht sensing en verwerken photobehavior.

Lichte voorkeur Assay om Aangeboren en Circadiaanse Gereglementeerde Photobehavior studeren in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larven

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

Laser capture microdissectie van Drosophila Perifere neuronen

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

Het testen van de locomotorische activiteit te circadiaanse ritmes Studie en parameters Sleep in Drosophila</em

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

Meten Circadiaanse en acute Light Reacties in Muizen met behulp van Wiel 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

Methoden om Assay Drosophila Gedrag

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 en globale methoden voor de beoordeling Thermische Nociceptie in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larven

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

Visualisatie van proprioceptoren in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larven en poppen

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

Appetitieve Associatieve Olfactorische Learning in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larven

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

Registratie en analyse van circadiane ritmen bij Running-wheel activiteit in knaagdieren

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

Foerageren Path-length Protocol<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Larven

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

Taste Voorkeur Assay voor Volwassenenonderwijs<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 ...