Name: a low-cost method for analyzing seizure-like activity and movement in drosophila
Uploaded: 2014-02-19T15:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila at JoVE.com

Forfatterne ønsker også at udtrykke tak til Kris Burner, Stephen McKinney, Laura Tobin, Jenny Gilbreath, Ashley Olley, Megan Hoffer, og Megan Hyde for deres arbejde i finpudsning denne analyse.

1.. Udarbejdelse af Individuelle Flies til Locomotion Assay <ol><li> Transfer flyver ved forsigtigt at banke ind i de enkelte tomme hætteglas og cap hætteglassene med en vatpind stik. Tillad fluer til at sidde uforstyrret 20-30 min før observation. Det er vigtigt ikke at bedøve fluer inden for timer før adfærdsobservation idet tidligere undersøgelser har fundet anæstesi eksponering kan ændre adfærd i forhold til unanesthetized fluer 14. </li><li> Bank forsigtigt på fluen ud af hætteglasset og pl...

<ol>
	<li>Stone, B., Evans, L., Coleman, J., Kuebler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+and+pharmacological+manipulations+that+alter+metabolism+suppress+seizure-like+activity+in.">Genetic and pharmacological manipulations that alter metabolism suppress seizure-like activity in.</a> 1496, 94-103 (2013).</li><li>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=Behavioral+mutants+of+Drosophila+isolated+by+countercurrent+distribution.">Behavioral mutants of Drosophila isolated by countercurrent distribution.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 58, 1112-1119 (1967).</li><li>Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Resolution+Video+Tracking+of+Locomotion+in+Adult+Drosophila+melanogaster.">High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila melanogaster.</a> J. Vis. Exp. (24), (2009).</li><li>Spink, A. J., Tegelenbosch, R. A., Buma, M. O., Noldus, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+EthoVision+video+tracking+systema+tool+for+behavioral+phenotyping+of+transgenic+mice.">The EthoVision video tracking systema tool for behavioral phenotyping of transgenic mice.</a> Physiol. Behav. 73, 731-744 (2001).</li><li>Kohlhoff, K. J., Jahn, T. R., Lomas, D. A., Dobson, C. M., Crowther, D. C., Vendruscolo, 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+iFly+tracking+system+for+an+automated+locomotor+and+behavioural+analysis+of+Drosophila+melanogaster.">The iFly tracking system for an automated locomotor and behavioural analysis of Drosophila melanogaster.</a> Integr. Biol. 3, 755-760 (2011).</li><li>Gomez-Marin, A., Partoune, N., Stephens, G. J., 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=Automated+tracking+of+animal+posture+and+movement+during+exploration+and+sensory+orientation+behaviors.">Automated tracking of animal posture and movement during exploration and sensory orientation behaviors.</a> PLoS ONE. 7, (2002).</li><li>Wolf, F. W., Rodan, A. R., Tsai, L. T., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Resolution+analysis+of+ethanol-induced+locomotor+stimulation+in+Drosophila.">High-Resolution analysis of ethanol-induced locomotor stimulation in Drosophila.</a> J. Neurosci. 22, 11035-11044 (2002).</li><li>Martin, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+portrait+of+locomotor+behaviour+in+Drosophila+determined+by+a+video-tracking+paradigm.">A portrait of locomotor behaviour in Drosophila determined by a video-tracking paradigm.</a> Behav. Processes. 67, 207-219 (2004).</li><li>Meunier, N., Belgacem, Y. H., Martin, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+feeding+behaviour+and+locomotor+activity+by+takeout+in+Drosophila.">Regulation of feeding behaviour and locomotor activity by takeout in Drosophila.</a> J. Exp. Biol. 210, 1424-1434 (2007).</li><li>Koudounas, S., Green, E. W., Clancy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+and+variability+of+sleep+and+activity+as+biomarkers+of+ageing+in+Drosophila.">Reliability and variability of sleep and activity as biomarkers of ageing in Drosophila.</a> Biogerontology. 13, 489-499 (2012).</li><li>Catterson, J. H., Knowles-Barley, S., James, K., Heck, M. M., Harmar, A. J., Hartley, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+modulation+of+Drosophila+sleep-wake+behaviour.">Dietary modulation of Drosophila sleep-wake behaviour.</a> PLoS One. 5, (2010).</li><li>Donelson, N., Kim, E. Z., Slawson, J. B., Vecsey, C. G., Huber, R., Griffith, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Resolution+positional+tracking+for+long-term+analysis+of+Drosophila+sleep+and+locomotion+using+the+''Tracker''+program.">High-Resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the ''Tracker'' program.</a> PLos ONE. 7, (2012).</li><li>Duboff, B., Fridovich-Keil, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mediators+of+a+long-term+movement+abnormality+in+a+Drosophila+melanogaster+model+of+classic+galactosemia.">Mediators of a long-term movement abnormality in a Drosophila melanogaster model of classic galactosemia.</a> Dis. Model Mech. 5, 796-803 (2012).</li><li>Seiger, M. B., Kink, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+anesthesia+on+the+photoresponses+of+four+sympatric+species+of+Drosophila.">The effect of anesthesia on the photoresponses of four sympatric species of Drosophila.</a> Behav. Genet. 23, 99-104 (1993).</li><li>Pavlidis, P., Ramaswami, M., Tanouye, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+easily+shocked+gene:+a+mutation+in+a+phospholipid+synthetic+pathway+causes+seizure,+neuronal+failure,+and+paralysis.">The Drosophila easily shocked gene: a mutation in a phospholipid synthetic pathway causes seizure, neuronal failure, and paralysis.</a> Cell. 79, 2333 (1994).</li><li>Royden, C. S., Pirrotta, V., Jan, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tko+locus,+site+of+a+behavioral+mutation+in+D.+melanogaster,+codes+for+a+protein+homologous+to+prokaryotic+ribosomal+protein+S12.">The tko locus, site of a behavioral mutation in D. melanogaster, codes for a protein homologous to prokaryotic ribosomal protein S12.</a> Cell. 51, 165-173 (1987).</li><li>Parker, L., Padilla, M., Du, Y., Dong, K., Tanouye, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+model+for+epilepsy:+bss+is+a+gain-of-function+mutation+in+the+para+sodium+channel+gene+that+leads+to+seizures.">Drosophila as a model for epilepsy: bss is a gain-of-function mutation in the para sodium channel gene that leads to seizures.</a> Genetics. , 187-534 (2011).</li><li>Hardie, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+AMP-activated+protein+kinase+in+the+metabolic+syndrome+and+in+heart+disease.">Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease.</a> FEBS Lett. 582, 81-89 (2008).</li><li>Fulgencio, J. P., Kohl, C., Girard, J., Pegorier, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+metformin+on+fatty+acid+and+glucose+metabolism+in+freshly+isolated+hepatocytes+and+on+specific+gene+expression+in+cultured+hepatocytes.">Effect of metformin on fatty acid and glucose metabolism in freshly isolated hepatocytes and on specific gene expression in cultured hepatocytes.</a> Biochem. Pharma. 62, 439-446 (2001).</li></ol>

Ved behandlingen af bevægeapparatet eller bevægelsesmønstre i Drosophila, er det nyttigt at være i stand til at udtrække oplysninger om distance, hastighed bevægelighed og bevægelsesmønster. For at udtrække disse oplysninger har dyrt udstyr traditionelt været ansat, der ofte er uoverkommelige for små laboratorier eller laboratorier, der ønsker at benytte sådanne assays sparsomt 4,8,9. Den her beskrevne assay kan anvendes til at bestemme den tilbagelagte afsta...

På grund af sin korte levetid og de ​​robuste genetiske værktøjer til rådighed, Drosophila melanogaster er en fremragende model system til at undersøge ætiologien af forskellige sygdomme og den underliggende fysiologi af forskellige biologiske processer. I mange tilfælde er det fordelagtigt at måle effekten, at adfærdsmæssige, genetiske eller farmakologiske manipulationer har på bevægelse i disse modelorganismer 1,2. Der er en række metoder, der er almindeligt anvendt til måling af flyve bevægelse i to dimensioner 3-7. Disse systemer kan understøtte sporing af flere fluer samtidigt og kan måle hastighed, optage banelængder og registrere den procentdel af tiden en flue har brugt bevægelse. De er blevet brugt til at studere bevægelse i en række forskellige sammenhænge, ​​herunder virkningerne af narkotika på bevægelse og seksuel dimorf natur flyve bevægelse 6-9. Den største ulempe ved disse systemer er omkostningseffektiv sporingsteknologierne system eller tilsvarende software og kamera. I nogle tilfælde kan dette køre i tusindvis af dollars. Omkostninger er en særlig bekymring for et laboratorium, der ville kun behøver begrænset brug af et sådant system, for eksempel, kvantificering lokomotiv mønstre af en nyligt isoleret mutant. En enklere men mindre robust metode er at anvende systemer, som registrerer bevægelse baseret på, hvor mange gange en flue krydser en infrarød lysstråle sti, der er placeret i midten af et lukket rør 10,11. Mens sådanne systemer kan give værdifulde oplysninger om bevægelse og søvn-vågne cyklus, kan over eller under skøn bevægelse, de, fordi de undlader at fange den faktiske sti til fluen. For eksempel vil fluer, der udviser betydelig bevægelse ved enderne af røret registrere så lav bevægelse fluer selv om der er anvendt yderligere fremgangsmåder høj opløsning for at forsøge at omgå disse begrænsninger 12. Enklere og billigere stadig er klatring udstyr, der måler geotaxis, den opadgående bevægelse af fluer, gennem et enkelt rør eller en serie af rør 2,13. Mens sådanne systemer er billige og nemt kan identificere geotaxis defekter, de undlader at fange mange andre aspekter af bevægelse, der ville være af interesse for efterforskerne. For mange laboratorier, en low-cost robust analysesystem, der er enkel at sætte op og betjene ville være en fordelagtig redskab til at karakterisere adfærdsmæssige forskelle i D. melanogaster stammer. Her beskriver vi en analyse, der kan sættes op i mindre end to hundrede dollars, og er i stand til at give oplysninger om stien, hastighed og varighed af fluen bevægelse. For at demonstrere effektiviteten af ​​assayet, præsenterer vi data, der viser, at det kan anvendes til at identificere, 1) en lokomotorisk defekt i et Bang-følsomme (BS) mutant, der er modtagelige for anfald og 2) evnen af ​​lægemidlet metformin, som er almindeligt anvendt til behandling af type II-diabetes for at reducere intensiteten af ​​krampelignende aktivitet (SLA) in to BS mutanter.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1117px;" width="1117">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:251px;">Name of the Reagent/Equipment</td>
			<td style="width:152px;">Company</td>
			<td style="width:169px;">Catalog Number/Model</td>
			<td style="width:545px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">WebCam</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>Pro900</td>
			<td>Any quality webcam will suffice.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HandiAVI time-lapse software</td>
			<td>Azcendant software</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://www.azcendant.com/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ImageJ</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multiracker Plug-In</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vortexer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>Vortex Genie 2</td>
			<td>Most standard size vortexers such as the Vortex Genie 2 will suffice.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5cm petri dish cover</td>
			<td>LabM Limited</td>
			<td>D011</td>
			<td>Smaller or larger petri dish covers can be used for an arena in movement assay.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Light box</td>
			<td colspan="2">Built from scrap material.</td>
			<td>Illumination is used for the locomotion assay. Depending on the room lighting, it is possible to perform the assay without the light box.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a low-cost method for analyzing seizure-like activity and movement in drosophila

Video tracking systemer er blevet brugt i vid udstrækning til at analysere Drosophila melanogaster bevægelse og opdage forskellige abnormiteter i lokomotiv adfærd. Selv om disse systemer kan give et væld af adfærdsmæssige oplysninger, kan omkostningerne og kompleksiteten af ​​disse systemer være uoverkommelige for mange laboratorier. Vi har udviklet en billig assay til måling af lokomotiv adfærd og beslaglæggelse bevægelse i D. melanogaster. Systemet benytter en web-cam til at tage billeder, som kan behandles ved hjælp af en kombination af billig og gratis software til at spore den afstand, flyttes, den gennemsnitlige hastighed bevægelighed og varigheden af ​​bevægelse under en bestemt tidsperiode. For at demonstrere anvendeligheden af dette system, vi undersøgte en gruppe af D. melanogaster mutanter, Bang-følsomme (BS) værkbrudne, der er 3-10 gange mere modtagelige for beslaglæggelse-lignende aktivitet (SLA) end vildtype fluer. Ved hjælp af dette nye system, var vi i stand til at opdage, at BS mutant bang meningsløse (BSS) udviser lavere niveauer af sonderende bevægelse i en roman miljø end vildtype fluer. Desuden blev det system, der anvendes til at identificere, at lægemidlet metformin, som er almindeligt anvendt til behandling af type II diabetes, reducerer intensiteten af ​​SLA BS mutanter.

Den her beskrevne teknik har været anvendt tidligere til at analysere forskelle i SLA i Drosophila BS mutanter 1. Resultaterne præsenteres her inddrage BS stammer let chokerede (EAS), bang meningsløs (BSS) og teknisk knockout (TKO). EAS locus koder for en ethanolamin kinase involveret i fosfatidylethanolamin syntese 15, og TKO locus koder for en mitokondrie riboprotein 16. BSS mutationen er en allel af den lamme (para) spændingsst...

Watch this Scientific Journal Video about A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila at JoVE.com

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

En billig metode til at analysere Beslaglæggelse-lignende aktivitet og bevægelse i<em&gt; Drosophila</em

Ved hjælp af et webcam og en kombination af fri og billig software-programmer, kan lokomotiv mønstre i Drosophila melanogaster skal analyseres for at påvise forskelle i den hastighed, distance og tid af forskellige motoriske aktiviteter.

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

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) ...

A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents

En Low Cost Opsætning til Behavioral Audiometeret i Gnavere

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the ...

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Bestemmelse af Spontan motorisk aktivitet i<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

En Menneske-maskine-grænseflade Integration Lavprisselskaber Sensorer med en Neuromuskulær elektrisk stimulation System for Post-takts Balance Rehabilitering

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

En enkel og billig metode til bestemmelse Kolde Følsomhed og tilpasning i mus

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

En metode til at påføre lukket hoved traumatisk hjerneskade i<em&gt; Drosophila</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Direkte aktuelle Stimulation og Multi-elektrode Array Registrering af beslaglæggelse-lignende aktivitet i mus Brain Slice Forberedelse

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

High-density Elektroencefalografisk Acquisition i en gnaver Model Brug Lavprisselskaber og Open source Ressourcer

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

Analyzing Synaptic Modulation of Drosophila melanogaster Photoreceptors after Exposure to Prolonged Light

Analyzing Synaptic Modulation of Drosophila melanogaster Photoreceptors after Exposure to Prolonged Light

Analyse Synaptic Graduering af<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Fotoreceptorer efter Udsættelse for Langvarig Light

The nervous system has the remarkable ability to adapt and respond to various stimuli. This neural adjustment is largely achieved through plasticity at ...

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Spids<em&gt; In vivo</em&gt; Elektrofysiologiske optagelser af lokale feltpotentialer og multi-enhed aktivitet fra Hyperdirect-banen i bedøvede rotter

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...