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 tackar våra kollegor vid Biologiska institutionen, universitetet i Fribourg för givande diskussioner. Vi tackar Bloomington Stock Centrum för att ge flugan bestånd. Detta arbete har genomförts med finansiellt stöd från den schweiziska National Science Foundation (PP00P3_123339) och Velux stiftelsen SGS

Ett. Larver Uppfödning <ol><li> Håll flyga stammar eller genetiska korsningar i masskultur vid 25 ° C på majsmjöl medium under en 12-timmars ljus-12-hr mörker-cykel i en fluga inkubator försedd med ljus och timer. </li><li> Späd backer jäst i vatten för att bilda en flytande pasta (10 g backer jäst späddes med 3-4 ml destillerat H2O). Lägg en liten droppe till majsmjöl mat och täcka flaskorna. Låt torka i minst en timme för att undvika att vuxna flugor fastnar jästen pastan. Att sätta en ...

<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>

Ljuset företräde beskrivna testet drar fördel av larver medfödda photobehavior. Analysen är lätt att etablera, gör många repetitioner till låg kostnad och levererar värdefull information om Ijuskännande bearbetning. Den experimentella paradigm tillåter relativt snabb kvantifiering av hur många individer föredrar ljus eller mörk. Sådana önskemål kan visas som råa procentsatser eller alternativt som Preference Index (PREF). Den PREF uttrycks som skillnaden av djur som föredragen ljus och djur som före...

Här beskriver vi en beteendevetenskaplig analys baserad på larver föredrar mörk (eller ljus). Larver reagerar med en stark och stereotypa photonegative svar under födosök faser (L1 till början L3) 1. Analysen syftar till att bedöma photophobic beteendet hos larven och jämför det ljus eller mörk preferens för en grupp av larver röra sig fritt i en Petri-skål belagd med agar. Detta beteende analys inte bara ger information om känsligheten, integration och tidsmässiga plasticitet i det visuella systemet, ger det ytterligare tips om hur ljuskänslighet och dess process styrs av dygnsrytm systemet. Den Drosophila larver öga (även benämnd Bowlig Orgel, BO), är den viktigaste organ för ljusperception. Varje öga är sammansatt av 12 fotoreceptorer (PR), åtta PRs uttrycker grön-känsliga rhodopsin6 (RH6) och fyra PRs uttrycker den blå-känsliga rhodopsin5 (RH5) 2,3. Förutom PRs, also klass IV multidendritic neuroner, som täcker larvkroppen väggen, har identifierats för att reagera på skadliga ljusintensiteter 4,5. Det är också känt att pacemaker neuroner belägna i den centrala larval hjärnan uttrycker den ljuskänsliga proteinet kryptokrom (Cry) som fungerar som klocka inneboende blå ljussensor i hjärnan 6,7. Fängslande photophobicity av vildtyp djur visar en dygnsrytm komponent vid olika tidpunkter under dagen och natten när man testar med denna analys. Svar på bakgrund av födosök L3 larv uppvisade starkare photophobicity i gryningen och lägre photophobicity i skymningen när den testades ljus-mörker preferenser 7. Intressant bara RH5-PRs krävs för lätt undvikande, medan RH6-PRs är umbärliga. Båda, RH5-PRs och RH6-PRs är involverade i att återställa den molekylära klockan genom ljus 8. Den Cry vägen måste samordnas med de andra ljuskänsliga vägar att orkestrera en lämplig beteendevetenskaplig produktionen idagens lopp. Acetylkolin i PRs spelar en viktig roll i ljuset undvikande beteende samt infångning av molekylära klockan. Blockering acetylkolin neurotransmission från PRs till dygnsrytm pacemaker nervceller minskar photophobic svaret i ljuset-mörkret föredrar analys 8. Använda samma analys, har två symmetriska par av nervceller har nyligen identifierats att växla ljuset föredrar det tredje larver instar av Drosophila 9. Dessa två par nervceller kan fungera under sena larvstadier, när djuren lämnar mat till förmodligen hitta en lämplig pupariation webbplats. Dock kvarstår frågan om hur de visuella vägar interagera och styra larver visuella beteende i en dygnsrytm sätt i stort sett obesvarad. Ljuset företräde analysen möjliggör jämförelser mellan dygnsrytm tidpunkter, flyga linjer och dygnsrytm tillstånd under olika ljus kvaliteter. Analysen är lätt förberedda och billig och har varit nyttig tidigare jagn flera laboratorier för att beskriva och studera ljuset härrör beteende i larven.

<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

Lätta fungerar som miljö-signal för att styra djurs beteende på olika nivåer. Den Drosophila larver nervsystemet används som en unik modell för att svara på grundläggande frågor om hur lätt information bearbetas och delas mellan snabba och dygnsrytm beteenden. Drosophila larver visa en stereotyp undvikande beteende när de utsätts för ljus. För att undersöka ljus anhörig beteenden jämförelsevis enkla ljus-mörker preferens tester kan tillämpas. I ryggradsdjur och leddjur nervbanor involverade i avkänning och bearbetning av visuell input överlappar delvis med de bearbetning fotiska dygnsrytm information. Den fascinerande frågan om hur ljuset avkänning systemet och dygnsrytm systemet samverkar för att hålla beteendemässiga utgångar samordnas fortfarande till stor del outforskat. Drosophila är ett påkörande biologisk modell för att närma sig dessa frågor, på grund av ett litet antal nervceller i hjärnan och tillgängligheten av genetiska verktyg för neuronal manipulation. Den presenterade ljus-mörker preferenser analysen möjliggör undersökning av en rad visuella beteenden inklusive dygnsrytm kontroll phototaxis.

Efter ovan beskrivna protokollet, testade vi ljus-mörker preferens i början av tredje larver stadion av vildtyp Canton-S flyger vid två olika dygnsrytm gånger CT0 och CT12. Vuxna föddes upp 12-timmars ljus-12-hr mörk och vänster för att lägga ägg under 12 timmar. Larver växa de första två dagarna under samma ljus-mörker regimen. Eftersom vi ville testa dygnsrytm modulering under konstanta förhållanden (lösspringande av dygnsrytm klocka), har larver överförs sedan till konstant mörker för de kommande...

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

Här beskriver vi en ljus-mörk preferens test för Drosophila larv. Denna analys ger information om medfödda och dygnsrytm reglering av ljus avkänning och bearbetning photobehavior.

Lätt preferens analys för att studera Innate och Circadian Reglerad 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

Laser Capture Microdissection av Drosophila Neuron

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

Testmetoder rörelseaktivitet att studera dygnsrytm och sömn Parametrar i 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

Mätning Circadian och akut Ljus svar på mus genom användning Wheel Löpning Aktivitet

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

Metoder för analys 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

Lokala och globala Metoder för att bedöma Thermal 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 av proprioceptorer i<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver och puppor

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 Olfactory Lärande 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

Registrering och analys av dygnsrytmen i Running-wheel aktivitet hos gnagare

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

Födosök Path längd protokoll för<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

Smak preferens analys för vuxna<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 ...