Name: a single-fly assay for foraging behavior in drosophila
Uploaded: 2013-11-04T21:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila at JoVE.com

Detta arbete stöddes av forskningsanslag till JWW från National Institute of Health (R01DK092640) och National Science Foundation (0.920.668).

1. Fly Insamling och svält <ol><li> Bakre de experimentella flugor under kontrollerade temperatur-och fuktighetsförhållanden (t.ex. 21 ° C, 50-60% relativ luftfuktighet) på en 12-timmars ljus / mörker-cykel. </li><li> Samla kvinnliga flyger på dagen för eclosion och placera dem tillsammans med 4-5 hanar, i nya livsmedels flaskor (max 30 per flaska). Ålder flyger 2-5 dagar. </li><li> Förbered kamrarna för fluga svält. <ol><li> Skjut en enda vävnad (4,8 x 8,4 tum) ner till botten av en tom plastfla...

<ol>
	<li>Dethier, V. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The hungry fly : a physiological study of the behavior associated with feeding. , (1976).</li><li>Root, C. M., Ko, K. I., Jafari, A., Wang, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presynaptic+facilitation+by+neuropeptide+signaling+mediates+odor-driven+food+search.">Presynaptic facilitation by neuropeptide signaling mediates odor-driven food search.</a> Cell. 145, 133-144 (2011).</li><li>Root, C. M., 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=A+presynaptic+gain+control+mechanism+fine-tunes+olfactory+behavior.">A presynaptic gain control mechanism fine-tunes olfactory behavior.</a> Neuron. 59, 311-321 (2008).</li><li>Semmelhack, J. L., Wang, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Select+Drosophila+glomeruli+mediate+innate+olfactory+attraction+and+aversion.">Select Drosophila glomeruli mediate innate olfactory attraction and aversion.</a> Nature. 459, 218-223 (2009).</li><li>Faucher, C., Forstreuter, M., Hilker, M., de Bruyne, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+responses+of+Drosophila+to+biogenic+levels+of+carbon+dioxide+depend+on+life-stage,+sex+and+olfactory+context.">Behavioral responses of Drosophila to biogenic levels of carbon dioxide depend on life-stage, sex and olfactory context.</a> J. Exp. Biol. 209, 2739-2748 (2006).</li><li>Quinn, W. G., Harris, W. A., Benzer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditioned+behavior+in+Drosophila+melanogaster.">Conditioned behavior in Drosophila melanogaster.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 71, 708-712 (1974).</li><li>Fishilevich, E., Domingos, A. I., Asahina, K., Naef, F., Vosshall, L. B., Louis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+behavior+mediated+by+single+larval+olfactory+neurons+in+Drosophila.">Chemotaxis behavior mediated by single larval olfactory neurons in Drosophila.</a> Curr. Biol. 15, 2086-2096 (2005).</li><li>Venken, K. J., Simpson, J. H., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+manipulation+of+genes+and+cells+in+the+nervous+system+of+the+fruit+fly.">Genetic manipulation of genes and cells in the nervous system of the fruit fly.</a> Neuron. 72, 202-230 (2011).</li><li>Hamada, F. N., 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=An+internal+thermal+sensor+controlling+temperature+preference+in+Drosophila.">An internal thermal sensor controlling temperature preference in Drosophila.</a> Nature. 454, 217-220 (2008).</li><li>Kitamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditional+modification+of+behavior+in+Drosophila+by+targeted+expression+of+a+temperature-sensitive+shibire+allele+in+defined+neurons.">Conditional modification of behavior in Drosophila by targeted expression of a temperature-sensitive shibire allele in defined neurons.</a> J. Neurobiol. 47, 81-92 (2001).</li><li>Sweeney, S. T., Broadie, K., Keane, J., Niemann, H., O'Kane, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+expression+of+tetanus+toxin+light+chain+in+Drosophila+specifically+eliminates+synaptic+transmission+and+causes+behavioral+defects.">Targeted expression of tetanus toxin light chain in Drosophila specifically eliminates synaptic transmission and causes behavioral defects.</a> Neuron. 14, 341-351 (1995).</li><li>Brand, A. H., Perrimon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+gene+expression+as+a+means+of+altering+cell+fates+and+generating+dominant+phenotypes.">Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes.</a> Development. 118, 401-415 (1993).</li></ol>

I detta protokoll, beskriver vi en steg-för-steg-förfarande för mat sökbeteende analysen. Förutom livsmedelsrelaterade lukter, kan det också vara anpassad för att studera flugan förmåga att lokalisera andra luktobjekt. Till exempel kan den tillämpas mot studiet av mate lokalisering beteende manliga flugor 3 Det finns flera ytterligare överväganden för detta protokoll som vi kommer att nämna här om detta förfarande.: Först bestämmer uppfödning temperaturen hur l?...

Staterna av hunger främjar två typer av begärs beteenden: mat sök-och konsumtions 1 mat. Denna enkla beteendeanalys är användbar för att studera kemotaktiska beteenden i samband med födosök 2,3. Specifikt, följer den fluga läge, gånghastighet och latens att hitta en livsmedels lukt mål. Latens för att hitta mat tjänar som mått för att mäta förändringar i känslighet flugans luktdetektionssystem nedströms förändringar i sin interna appetitive tillstånd. En manuell version av denna analys har tidigare använts för att visa GABA-B-receptorsignalering är viktigt för lukt lokalisering beteenden i vuxna flugor 3. Den nuvarande automatiserade versionen av analysen bidrog till studiet av hur kort neuropeptid-F (sNPF) signalering omformar lukt kartan i Drosophila och influenser appetitive beteenden 2. Provningen utförs på en mörk, kontrollerad temperatur och luftfuktighet rum. Digitalvideokameror som anges ovan de klara akryl testplattor spårar flugor backlit av 660-nm LED-belysning. Information från kameran bearbetas i realtid av en dator stationerad bredvid testområdet. Vi använder datainsamling programvara för att spela in och spara koordinaterna för flyga positioner under testperioden. I detta paradigm, är ämnet släpps ut i en arena som innehåller en livsmedels lukt i centrum, lukt objektet skapar en mat lukt lutning i arenan som inducerar mat sökbeteende i gylfen. Ett liknande lukt sökprotokoll har tillämpats mot studier av chemosensation i enstaka Drosophila larver 7. Medan andra beteendemässiga analyser såsom fyra fälts olfactometer 4,5 eller t-labyrint 6 utvärdera lukt aversion eller attraktion beteenden är detta paradigm bäst lämpade för att utvärdera luktkänslighet och kemotaxi beteenden. Flera viktiga fördelar följa denna assay. Först tillåter det snabba förvärv av stora datamängder, eftersom datainsamling och analys är oftast automatiserade. För det andra, isolerar denna analys och mäter beteendet hos enskilda flugor, vilket eliminerar sociala lukt ledtrådar som kan påverka deras beteende. För det tredje, enkelheten i protokollet och enkel experimentell design gör analysen effektiv och lätt att lära andra. Dessutom kan denna analys användas för att ytterligare undersöka neurala kretsar underliggande mat sökning beteende genom att kombinera det med den omfattande genetiska verktyg tillgängliga för Drosophila melanogaster 8. Targeted expression av transgener som tystnad eller exciterar neuroner kan uppnås med verktyg såsom GAL4-UAS-systemet såväl som UAS-shibire TS1, UAS-tetanus-toxin, och UAS-TRPA1 (B) transgener 9-12.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company </td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Apple Cider Vinegar</td>
			<td>Spectrum</td>
			<td></td>
			<td>commercially available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose, Type VII</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A0701</td>
			<td>low gelling temperature agarose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic Testing Plate</td>
			<td></td>
			<td>custom</td>
			<td>Plate contains 6 arenas. Each arena is 60 mm in diameter 6 mm in height. See testing plate diagrams for specific measurements.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW V.8.5</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>776670-09</td>
			<td>platform for programs: PositioningTool.vi, FlyTracking--Six Zones.vi NOTE: &#34;elapsed time.vi&#34;, &#34;time into file.vi&#34;, and &#34;two object detect.vi&#34; are included subroutines that must be available in order for the main data acquisition program &#34;FlyTracking--Six zones.vi&#34; to run.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW Vision 8.5</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW Vision Acquisition Software 8.5</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW Vision Builder AI 3.5</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Igor Pro V.6</td>
			<td>Wavemetric, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>platform for macro: Data Analysis for Fly Tracking--Six Zones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basler scA1390-17fm</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>779980-01</td>
			<td>Digital Camera NOTE: driver for camera available at Baslerweb.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8 mm lens</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>780024-01</td>
			<td>Lens for Basler Digital Camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ground Glass Diffuser Plate</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>custom</td>
			<td>Diffuses light, 25 cm x 30 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>US Std. No. 100</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>04-881X</td>
			<td>Sieve with nominal opening of 150 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Lighting Option 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED backlight 660 nm (20 cm x 20 cm)</td>
			<td>Spectra West</td>
			<td>BL47192</td>
			<td>a simpler but more expensive lighting option.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply for LED Backlight</td>
			<td>Spectra West</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Lighting Option 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>660 nm LEDs</td>
			<td>Superbrightleds</td>
			<td>RL5R1330</td>
			<td>Wavelength 660 nm (approximately 7 x 7 LED array for a 14.7 inch x 9.75 inch panel)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear DC Power Supply</td>
			<td>GW Instek</td>
			<td>GPS-1830D</td>
			<td>Power supply for LED Panel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solderless Breadboard</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>922354-ND</td>
			<td>Breadboard for LEDs</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a single-fly assay for foraging behavior in drosophila

För många djur, främjar hunger förändringar i luktsystemet på ett sätt som underlättar sökandet efter lämpliga livsmedel källor. I denna video artikeln beskriver vi en automatiserad analys för att mäta effekten av hunger eller mättnad på luktberoende mat sökbeteende i den vuxna bananflugan Drosophila melanogaster. I en ljustät låda belyst med rött ljus som är osynligt för bananflugor, en kamera kopplad till anpassade datainsamling programvara övervakar positionen för sex flugor samtidigt. Varje fluga är begränsad till vandra i enskilda arenor som innehåller en mat lukt i centrum. Test arenor vilar på en porös våning som fungerar för att förhindra lukt ackumulering. Latens för att lokalisera luktkällan, ett mått som speglar lukt känslighet under olika fysiologiska tillstånd, bestäms av programvaruanalys. Här diskuterar vi de kritiska mekanik för att driva detta beteende paradigm och täcka specifika frågor om fluga loading, luktförorening, analystemperatur, datakvalitet, och statistisk analys.

Den dataanalys programvara och layout, ett exempel på detta kan ses i figur 1, används för att utvärdera varje fluga prestationer under sin 10 min rättegång enligt en rad kriterier för analys. Följande kriterier används för att avgöra om data från varje fluga kommer att användas för dataanalys och är utformade för att undanröja dessa flugor som inte kan utföra livsmedels sökuppdrag på grund av skada, sjukdom, stress eller brist på motivation. Flugor som ...

Watch this Scientific Journal Video about A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila at JoVE.com

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

I denna video artikeln beskriver vi en automatiserad analys för att mäta effekten av hunger eller mättnad på luktberoende mat sökbeteende i den vuxna bananflugan Drosophila melanogaster.

A Single-fly-analys för födosöksbeteende i<em&gt; Drosophila</em

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae

Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae

Enstaka Sensillum Inspelningar i Insekter Drosophila melanogaster Och Anopheles gambiae</em

The sense of smell is essential for insects to find foods, mates, predators, and oviposition sites3. Insect olfactory sensory neurons (OSNs) are enclosed ...

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 ...

Optogenetic Stimulation of Escape Behavior in Drosophila melanogaster

Optogenetic Stimulation of Escape Behavior in Drosophila melanogaster

Optogenetic Stimulering av Escape Beteende i<em&gt; Drosophila melanogaster</em

A  growing number of genetically encoded tools are becoming available that allow non-invasive  manipulation of the neural activity of specific neurons in ...

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

Ett förfarande för att implantera en Spinal avdelningen för Längs<em&gt; In Vivo</em&gt; Avbildning av Mouse Spinal Cord

Studies in the mammalian neocortex have enabled unprecedented resolution of cortical structure, activity, and response to neurodegenerative insults by ...

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Färgning Insekter för Behavioral Analyser: den parningsbeteende hos bedövade<em&gt; Drosophila</em

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy ...

A Behavioral Assay for Mechanosensation of MARCM-based Clones in Drosophila melanogaster

A Behavioral Assay for Mechanosensation of MARCM-based Clones in Drosophila melanogaster

En Beteende Analys för Mechanosensation av MARCM baserade Kloner i<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Because of the structural and functional homology to the hair cells of the mammalian inner ear, the neurons that innervate the Drosophila external sense ...

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 ...

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

Ett enkelt sätt att mäta förändringar i belöning sökande beteende genom<em&gt; Drosophila melanogaster</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

Quantification of Drosophila Grooming Behavior

Kvantificering av Drosophila Grooming Behavior

Drosophila grooming behavior is a complex multi-step locomotor program that requires coordinated movement of both forelegs and hindlegs. Here we present a ...

High-throughput Analysis of Locomotor Behavior in the Drosophila Island Assay

High-throughput Analysis of Locomotor Behavior in the Drosophila Island Assay

Hög genomströmning analys av rörelseapparaten beteende i Drosophila ön analysen

Advances in next-generation sequencing technologies contribute to the identification of (candidate) disease genes for movement disorders and other ...