Name: functional analysis of the larval feeding circuit in drosophila
Uploaded: 2013-11-19T16:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila at JoVE.com

Forfatterne ønsker å takke presidentens Forskningsfond fra Saint Louis University tildelt WSN

En. Vedlikehold av befolkningen Cages <ol><li> Oppretthold populasjons bur ved 25 ° C på en 12 timers lys-mørke-syklus. Så lenge kontroll-og forsøksgruppene er utsatt for de samme belysningsforhold, da denne teknikken kan utføres i en standard laboratorie-omgivelser. </li><li> Tillate kvinner å legge egg over natten på eplesaft-agar plater. </li><li> Samle nyklekkede larver ved å opprettholde platene med nylig avsatte egg ved 25 ° C i 24 timer. Plasser en liten porsjon av gjær i midten av platen for å tilt...

<ol>
	<li>Weiss, E., Maness, P., Lauder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+do+neurotransmitters+act+like+growth+factors?.">Why do neurotransmitters act like growth factors?.</a> Perspect Dev Neurobiol. 5, 323-335 .</li><li>Herlenius, E., Lagercrantz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotransmitters+and+neuromodulators+during+early+human+development.">Neurotransmitters and neuromodulators during early human development.</a> Early Hum. Dev. 65, 21-37 .</li><li>Budnik, V., Wu, C., White, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+branching+of+serotonin-containing+neurons+in+Drosophila+mutants+unable+to+synthesize+serotonin+and+dopamine.">Altered branching of serotonin-containing neurons in Drosophila mutants unable to synthesize serotonin and dopamine.</a> J. Neurosci. 9, 2866-2877 (1989).</li><li>Sodhi, M., Sanders-Bush, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serotonin+and+brain+development.">Serotonin and brain development.</a> International Review of Neurobiol. 59, 111-174 (2004).</li><li>Goldberg, J., Kater, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+and+function+of+the+neurotransmitter+serotonin+during+development+of+the+Helisoma+nervous+system.">Expression and function of the neurotransmitter serotonin during development of the Helisoma nervous system.</a> Dev. Biol. 131, 483-495 (1989).</li><li>Goldberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serotonin+regulation+of+neurite+outgrowth+in+identified+neurons+from+mature+and+embryonic+Helisoma+triyolvis.">Serotonin regulation of neurite outgrowth in identified neurons from mature and embryonic Helisoma triyolvis.</a> Perspect Dev Neurobiol. 5, 373-387 (1998).</li><li>Haydon, P., McCobb, P., Kater, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serotonin+selectively+inhibits+growth+cone+motility+and+synaptogenesis+of+specific+identified+neurons.">Serotonin selectively inhibits growth cone motility and synaptogenesis of specific identified neurons.</a> Sci. 226, 561-564 (1984).</li><li>Neckameyer, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+trophic+role+for+serotonin+in+the+development+of+a+simple+feeding+circuit.">A trophic role for serotonin in the development of a simple feeding circuit.</a> Dev. Neurosci. 32, 217-237 .</li><li>De Vry, J., Schreiber, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+selected+serotonin+5-HT+1+and+5-HT+2+receptor+agonists+on+feeding+behavior:+possible+mechanisms+of+action.">Effects of selected serotonin 5-HT 1 and 5-HT 2 receptor agonists on feeding behavior: possible mechanisms of action.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 24, 341-353 (2000).</li><li>Schoofs, A., Niederegger, S., van Ooyen, A., Heinzel, H., Spie&#223;, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+brain+can+eat:+Establishing+the+existence+of+a+central+pattern+generator+for+feeding+in+third+instar+larvae+of+Drosophila+virilis+and+Drosophila+melanogaster.">The brain can eat: Establishing the existence of a central pattern generator for feeding in third instar larvae of Drosophila virilis and Drosophila melanogaster.</a> J. Insect Physiol. 56, 695-705 (2010).</li><li>Spie&#223;, R., Schoofs, A., Heinzel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomy+of+the+stomatogastric+nervous+system+associated+with+the+foregut+in+Drosophila+melanogaster+and+Calliphora+vicin+third+instar+larvae.">Anatomy of the stomatogastric nervous system associated with the foregut in Drosophila melanogaster and Calliphora vicin third instar larvae.</a> J. Morphol. 269, 272-282 (2008).</li><li>Neckameyer, W. S., Bhatt, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotrophic+actions+of+dopamine+on+the+development+of+a+serotonergic+feeding+circuit+in+Drosophila+melanogaster.">Neurotrophic actions of dopamine on the development of a serotonergic feeding circuit in Drosophila melanogaster.</a> Biomed Cent NeuroSci. 13, 26 (2012).</li><li>Sewall, D., Burnet, B., Connolly, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+analysis+of+larval+feeding+behavior+in+Drosophila+melanogaste.">Genetic analysis of larval feeding behavior in Drosophila melanogaste.</a> Genet. Res. 24, 163-173 (1975).</li><li>Joshi, A., Mueller, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+higher+feeding+rate+in+Drosophila+due+to+density-dependent+natural+selection.">Evolution of higher feeding rate in Drosophila due to density-dependent natural selection.</a> Evolution. 42, 1090-1093 (1988).</li><li>Budnik, V., Wu, C., White, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+branching+of+serotonin-containing+neurons+in+Drosophila+mutants+unable+to+synthesize+serotonin+and+dopamine.">Altered branching of serotonin-containing neurons in Drosophila mutants unable to synthesize serotonin and dopamine.</a> J. Neurosci. 9, 2866-2877 (1989).</li><li>Sykes, P., Condron, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+sensitivity+to+serotonin+of+Drosophila+varicosities+in+the+central+nervous+system.">Development and sensitivity to serotonin of Drosophila varicosities in the central nervous system.</a> Dev. Biol. 286, 207-216 (2005).</li><li>Garrity, P. A., Goodman, M. B., Samuel, A. D., Sengupta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Running+hot+and+cold:+behavioral+strategies,+neural+circuits,+and+the+molecular+machinery+for+thermotaxis+inC.+elegansand+Drosophila.">Running hot and cold: behavioral strategies, neural circuits, and the molecular machinery for thermotaxis inC. elegansand Drosophila.</a> Genes Dev. 24, 2365-2382 (2010).</li><li>McKemy, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+sensing+across+species.">Temperature sensing across species.</a> Pflugers Archives. 454, 777-791 (2007).</li></ol>

Avvikende utvikling av serotonerge stomatogastric krets, som oppstår under sent embryogenese, vil påvirke sin modne funksjon. Endringer i neurite arkitekturen innervating tarmen kan være korrelert med den funksjonelle utgangen av kretsen, som mates hastighet (målt ved munn krok sammentrekninger i en gjæroppløsning) (figur 1). Bruken av UAS-Gal4 todelt system i Drosophila gjør det mulig å spesifikt målrette opp-eller ned-regulert ekspresjon av et bestemt transkript til et bestemt vev, e...

Drosophila er et ekstremt kraftig modellsystem for å studere neural kretsutvikling på grunn av rask generasjonstid, lav eksperimentelt kostnad og evne til å manipulere og kontrollere genetiske og miljømessige faktorer. Neurogenesis, neuronal Sti finne og synaptogenesis er bevart mellom mennesker og Drosophila, derfor mekanismene i å skape, vedlikeholde og modifisere nevrale kretser er bevart også. Klassiske neurotransmittere, slik som serotonin (5-hydroksytryptamin eller 5-HT) kan tjene som vekstfaktorer før bruk deres rolle som signalmolekyler i den modne nevrale kretsen 1-3 Tidligere studier har vist at opprørt nivåer av 5-HT under embryogenese endre tilkobling av modne nevroner fire. Andre har vist at ektopisk anvendelse av 5-HT til dyrkede neuroner Helisoma undertrykke neurite utvekst samt synaptogenesis 5-7. I Drosophila, er utviklings 5-HT-nivåer inverst relatert til åreknute antall og størrelse, så vel som graden av aborization, langs lengden av neurites rager til forutgående fra CNS 8.. Serotonerg neurotransmisjon har vist seg å modulere foringsoppførsel i forskjellige arter, inkludert Drosophila 8-9. Matekrets i Drosophila er en forholdsvis enkel krets som kan brukes som en modell for å korrelere den funksjonelle utgang (foring) med forandringer i utviklingen av de aksonale projeksjoner fra hjernen til den forutgående. Schoofs et al. har vist at Drosophila larve fôring er regulert av sentrale mønstergeneratorer som påvirker muskulaturen 10. Mens den spesifikke muskel anatomi er ikke helt forstått, har det vist seg at antennal nerve, maxillary nerve, og prothoracic tilbehøret nerve er ansvarlig for de muskuløse målene som er involvert ifôring atferd. De fleste data som involverer muskulaturen og nerve anatomi av virvelløse fôring er begrenset til Calliphora larver. Den tilførselshastighet på annen instar larver kan vurderes ved tilbaketrekning av cephalopharyngeal sclerites (munn kroker), og er reproduserbar og høy gjennomstrømning. De cephalopharyngeal platene er innervert av fibre fra sentrale 5-HT-neuroner via frontpartiet nerve. Den proventriculus, eller forutgående, er innervert av serotonerge fibre (recurrens nerven) som fasciculate i mellomtarmen og som er ansvarlig for sammentrekninger av forutgående (Figur 1) 11-12. Endringer i aksonal forgrening, og antallet og størrelsen av åreknuter langs neurite lengde, kan kvantifiseres ved hjelp av immunhistokjemiske teknikker. Manipulering av neuronal 5-HT under utvikling, enten direkte eller indirekte kan endre den funksjonelle resultatet av denne matekrets, som kan vurderes og korrelert med forandringer i morphology av neurite arkitektur.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="758">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:217px;">Eclipse E-800 Microscope</td>
			<td style="width:175px;">Nikon Instruments</td>
			<td style="width:115px;"></td>
			<td style="width:251px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:217px;">Neuroleucida</td>
			<td style="width:175px;">MBF Biosciences</td>
			<td style="width:115px;">NL-15</td>
			<td style="width:251px;">Used to analyze gut fiber architecture, not necessary to have</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:217px;">Northern Eclipse</td>
			<td style="width:175px;">Empix Inc</td>
			<td style="width:115px;"></td>
			<td style="width:251px;">Imaging software</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:217px;">G-2E/C TRITC EX 528-553</td>
			<td style="width:175px;">Nikon Instruments</td>
			<td style="width:115px;">96312</td>
			<td style="width:251px;">Filter for specific secondary antibody</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:217px;">N.A. 0.75; W.D. 0.72 mm; DIC Prism: 40xI, 40x I-C; Spring loaded</td>
			<td style="width:175px;">Nikon Instruments</td>
			<td style="width:115px;">MRH00400</td>
			<td style="width:251px;">Objective used for imaging</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:217px;">Simple Neurite Tracer</td>
			<td style="width:175px;">NIH Image J</td>
			<td style="width:115px;"></td>
			<td style="width:251px;"><a href="http://fiji.sc/Simple_Neurite_Tracer">http://fiji.sc/Simple_Neurite_Tracer</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional analysis of the larval feeding circuit in drosophila

Det serotonerge matekretsen i Drosophila melanogaster larver kan brukes til å undersøke nevronale substrater av kritisk betydning under utviklingen av kretsen. Ved hjelp av den funksjonelle utgangen av kretsen, foring, endringer i neuronal arkitekturen av stomatogastric system kan visualiseres. Mate problemet kan bli registrert ved å observere graden av tilbaketrekkingen av munn kroker, som mottar innervasjon fra hjernen. Bevegelsesatferd anvendes som en fysiologisk kontroll for foring, siden larver bruker sine munn kroker for å krysse over et agar-substrat. Endringer i fôring atferd kan være korrelert med den axonal arkitekturen av neurites innervating tarmen. Ved hjelp av immunohistokjemi er det mulig å visualisere og kvantifisere disse endringene. Feil håndtering av larvene under atferds paradigmer kan endre data som de er svært følsomme for manipulasjoner. Riktig avbildning av neurite arkitektur innervatingtarmen er kritisk for nøyaktig kvantifisering av antallet og størrelsen av åreknuter, så vel som omfanget av grennoder. Analyse av de kretser tillater bare for visualisering av neurite arkitektur eller atferdsmessige effekter, men gjør det mulig for denne modellen en å korrelere den funksjonelle utgangen av kretsen med svekkelser i neuronal arkitektur.

Det serotonerge matekretsen i Drosophila larven kan tjene som en ekstremt effektiv modell for å observere påvirkning av spesielle faktorer på nervesystemet utvikling. Ved kvantifisering mating hastighet, er det mulig å forbinde aksonal arkitekturen av foringskretsen med dets funksjonelle utgang (figur 1). Den lokomotoriske assay anvendes som en fysiologisk kontroll for retraksjon av munn kroker, siden larver bruker sine munn kroker til å drive seg selv på tvers av overflaten av agaren. De...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila at JoVE.com

Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila

Fôrings krets i Drosophila melanogaster larver serverer et enkelt men kraftig modell som gjør at endringer i fôring rate å være korrelert med endringer i stomatogastric nevrale kretser. Denne kretsen består av sentrale serotonerge neuroner som sender anslag til munningen kroker samt forutgående.

Funksjonell analyse av larve Fôring Circuit i Drosophila</i

The serotonergic  feeding circuit in Drosophila  melanogaster larvae can be used to investigate neuronal substrates of  critical importance during the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Analysis of the Larval Feeding Circuit in Drosophila

Visualization of Larval Segmental Nerves in 3rd Instar Drosophila Larval Preparations

Visualization of Larval Segmental Nerves in 3rd Instar Drosophila Larval Preparations

Drosophila melanogaster is emerging as a powerful model system for studying the development and function of the nervous system, particularly because of ...

In vivo Visualization of Synaptic Vesicles Within Drosophila Larval Segmental Axons

In vivo Visualization of Synaptic Vesicles Within Drosophila Larval Segmental Axons

Elucidating the mechanisms of axonal transport has shown to be very important in determining how defects in long distance transport affect different ...

Morphological Analysis of Drosophila Larval Peripheral Sensory Neuron Dendrites and Axons Using Genetic Mosaics

Morphological Analysis of Drosophila Larval Peripheral Sensory Neuron Dendrites and Axons Using Genetic Mosaics

Morfologisk analyse av Drosophila Larve perifer sensorisk Neuron dendritter og Axoner bruke Genetic Mosaikk

Nervous system development requires the correct specification of neuron position and identity, followed by accurate neuron class-specific dendritic ...

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

Visualisering av Proprioceptors 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 ...

Dissection and Immunohistochemistry of Larval, Pupal and Adult Drosophila Retinas

Dissection and Immunohistochemistry of Larval, Pupal and Adult Drosophila Retinas

Disseksjon og Immunhistokjemi av larver, pupal og Voksen<em&gt; Drosophila</em&gt; Netthinne

The compound eye of Drosophila melanogaster consists of about 750 ommatidia (unit eyes). Each ommatidium is composed of about 20 cells, including ...

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

Hele Mount immunolabeling av olfactory Receptor nevroner i<em&gt; Drosophila</em&gt; Antenne

Odorant molecules bind to their target receptors in a precise and coordinated manner. Each receptor recognizes a specific signal and relays this ...

Live Imaging of Drosophila Larval Neuroblasts

Live Imaging of Drosophila Larval Neuroblasts

Live-Imaging av<em&gt; Drosophila</em&gt; Larve neuroblasts

Stem cells divide asymmetrically to generate two progeny cells with unequal fate potential: a self-renewing stem cell and a differentiating cell. Given ...

Why Quantification Matters: Characterization of Phenotypes at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction

Why Quantification Matters: Characterization of Phenotypes at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction

Hvorfor Kvantifisering Matters: Karakterisering av fenotyper på<em&gt; Drosophila</em&gt; Larve Nevromuskulær Junction

Most studies on morphogenesis rely on qualitative descriptions of how anatomical traits are affected by the disruption of specific genes and genetic ...

Removal of Drosophila Muscle Tissue from Larval Fillets for Immunofluorescence Analysis of Sensory Neurons and Epidermal Cells

Removal of Drosophila Muscle Tissue from Larval Fillets for Immunofluorescence Analysis of Sensory Neurons and Epidermal Cells

fjerning av<em&gt; Drosophila</em&gt; Muskelvev fra Larve Fileter for Immunofluorescensanalyse av sensoriske nevroner og epidermal cellene

Drosophila larval dendritic arborization (da) neurons are a popular model for investigating mechanisms of neuronal morphogenesis. Da neurons develop in ...

Focal Macropatch Recordings of Synaptic Currents from the Drosophila Larval Neuromuscular Junction

Focal Macropatch Recordings of Synaptic Currents from the Drosophila Larval Neuromuscular Junction

Fokal Macropatch opptak av Synaptic strøm fra Drosophila larver nevromuskulær krysset

Drosophila neuromuscular junction (NMJ) is an excellent model system to study glutamatergic synaptic transmission. We describe the technique of focal ...