Name: combining quantitative food-intake assays and forcibly activating neurons to study appetite in drosophila
Uploaded: 2018-04-24T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila at JoVE.com

Dette arbejde blev delvist understøttet af nationale grundlæggende forskning Program af Kina (2012CB825504), National Natural Science Foundation of China (91232720 og 9163210042), kinesiske akademi for Videnskaber (CAS), (GJHZ201302 og QYZDY-SSW-SMC015), Bill og Melinda Gates Foundation (OPP1119434) og 100-talenter Program af CAS til Y. Zhu.

1. forberedelse af fodring kammer
Bemærk: Fodring salen for dye-mærkning fodring assay består af to dele: uden for containeren (som en dækning) og indvendigt beholder (som fødekilde).
<ol><li>Ændre den udvendige container fra et hætteglas til dyrkning Drosophila med (indvendig diameter på 31,8 mm) og en højde på 80 mm (figur 1A, 1 C). Dække bunden af beholderen med et lag af 1% Agarosen (5 mL) til at holde de...

<ol>
	<li>Gao, Q., Horvath, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurobiology+of+feeding+and+energy+expenditure.">Neurobiology of feeding and energy expenditure.</a> Annu Rev Neurosci. 30, 367-398 (2007).</li><li>Bjordal, M., Arquier, N., Kniazeff, J., Pin, J. P., Leopold, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensing+of+amino+acids+in+a+dopaminergic+circuitry+promotes+rejection+of+an+incomplete+diet+in+Drosophila.">Sensing of amino acids in a dopaminergic circuitry promotes rejection of an incomplete diet in Drosophila.</a> Cell. 156 (3), 510-521 (2014).</li><li>Edgecomb, R. S., Harth, C. E., Schneiderman, A. M. <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+behavior+in+adult+Drosophila+melanogaster+varies+with+feeding+regime+and+nutritional+state.">Regulation of feeding behavior in adult Drosophila melanogaster varies with feeding regime and nutritional state.</a> J Exp Biol. 197, 215-235 (1994).</li><li>Miyamoto, T., Slone, J., Song, X., Amrein, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fructose+receptor+functions+as+a+nutrient+sensor+in+the+Drosophila+brain.">A fructose receptor functions as a nutrient sensor in the Drosophila brain.</a> Cell. 151 (5), 1113-1125 (2012).</li><li>Morton, G. J., Cummings, D. E., Baskin, D. G., Barsh, G. S., Schwartz, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+nervous+system+control+of+food+intake+and+body+weight.">Central nervous system control of food intake and body weight.</a> Nature. 443 (7109), 289-295 (2006).</li><li>Pool, A. H., Scott, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feeding+regulation+in+Drosophila.">Feeding regulation in Drosophila.</a> Curr Opin Neurobiol. 29, 57-63 (2014).</li><li>Soderberg, J. A., Carlsson, M. A., Nassel, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin-Producing+Cells+in+the+Drosophila+Brain+also+Express+Satiety-Inducing+Cholecystokinin-Like+Peptide,+Drosulfakinin.">Insulin-Producing Cells in the Drosophila Brain also Express Satiety-Inducing Cholecystokinin-Like Peptide, Drosulfakinin.</a> Front Endocrinol (Lausanne). 3, 109 (2012).</li><li>Stafford, J. W., Lynd, K. M., Jung, A. Y., Gordon, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+taste+and+calorie+sensing+in+Drosophila.">Integration of taste and calorie sensing in Drosophila.</a> J Neurosci. 32 (42), 14767-14774 (2012).</li><li>Wu, Q., Zhang, Y., Xu, J., Shen, P. <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+hunger-driven+behaviors+by+neural+ribosomal+S6+kinase+in+Drosophila.">Regulation of hunger-driven behaviors by neural ribosomal S6 kinase in Drosophila.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (37), 13289-13294 (2005).</li><li>Itskov, P. 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=Automated+monitoring+and+quantitative+analysis+of+feeding+behaviour+in+Drosophila.">Automated monitoring and quantitative analysis of feeding behaviour in Drosophila.</a> Nat Commun. 5, 4560 (2014).</li><li>Mair, W., Piper, M. D., Partridge, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calories+do+not+explain+extension+of+life+span+by+dietary+restriction+in+Drosophila.">Calories do not explain extension of life span by dietary restriction in Drosophila.</a> PLoS Biol. 3 (7), e223 (2005).</li><li>Diegelmann, S., 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=The+CApillary+FEeder+Assay+Measures+Food+Intake+in+Drosophila+melanogaster.">The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster.</a> J Vis Exp. (121), (2017).</li><li>Ja, W. W., 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=Prandiology+of+Drosophila+and+the+CAFE+assay.">Prandiology of Drosophila and the CAFE assay.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (20), 8253-8256 (2007).</li><li>Shiraiwa, T., Carlson, 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=Proboscis+extension+response+(PER)+assay+in+Drosophila.">Proboscis extension response (PER) assay in Drosophila.</a> J Vis Exp. (3), e193 (2007).</li><li>Qi, W., 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+quantitative+feeding+assay+in+adult+Drosophila+reveals+rapid+modulation+of+food+ingestion+by+its+nutritional+value.">A quantitative feeding assay in adult Drosophila reveals rapid modulation of food ingestion by its nutritional value.</a> Mol Brain. 8, 87 (2015).</li><li>Ja, W. W., 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=Water-+and+nutrient-dependent+effects+of+dietary+restriction+on+Drosophila+lifespan.">Water- and nutrient-dependent effects of dietary restriction on Drosophila lifespan.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (44), 18633-18637 (2009).</li><li>Deshpande, S. A., 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=Quantifying+Drosophila+food+intake:+comparative+analysis+of+current+methodology.">Quantifying Drosophila food intake: comparative analysis of current methodology.</a> Nat Methods. 11 (5), 535-540 (2014).</li><li>Deshpande, S. A., 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=Acidic+Food+pH+Increases+Palatability+and+Consumption+and+Extends+Drosophila+Lifespan.">Acidic Food pH Increases Palatability and Consumption and Extends Drosophila Lifespan.</a> J Nutr. 145 (12), 2789-2796 (2015).</li><li>Dus, M., Min, S., Keene, A. C., Lee, G. Y., Suh, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taste-independent+detection+of+the+caloric+content+of+sugar+in+Drosophila.">Taste-independent detection of the caloric content of sugar in Drosophila.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (28), 11644-11649 (2011).</li><li>Shen, P., Cai, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+neuropeptide+F+mediates+integration+of+chemosensory+stimulation+and+conditioning+of+the+nervous+system+by+food.">Drosophila neuropeptide F mediates integration of chemosensory stimulation and conditioning of the nervous system by food.</a> J Neurobiol. 47 (1), 16-25 (2001).</li><li>Yang, Z., 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=Octopamine+mediates+starvation-induced+hyperactivity+in+adult+Drosophila.">Octopamine mediates starvation-induced hyperactivity in adult Drosophila.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (16), 5219-5224 (2015).</li><li>Ramdya, P., Schneider, J., Levine, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurogenetics+of+group+behavior+in+Drosophila+melanogaster.">The neurogenetics of group behavior in Drosophila melanogaster.</a> J Exp Biol. 220 (Pt 1), 35-41 (2017).</li><li>Sanchez-Alcaniz, J. A., Zappia, G., Marion-Poll, F., Benton, 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+mechanosensory+receptor+required+for+food+texture+detection+in+Drosophila.">A mechanosensory receptor required for food texture detection in Drosophila.</a> Nat Commun. 8, 14192 (2017).</li><li>Zhan, Y. P., Liu, L., Zhu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taotie+neurons+regulate+appetite+in+Drosophila.">Taotie neurons regulate appetite in Drosophila.</a> Nat Commun. 7, 13633 (2016).</li><li>Yu, 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=Regulation+of+starvation-induced+hyperactivity+by+insulin+and+glucagon+signaling+in+adult+Drosophila.">Regulation of starvation-induced hyperactivity by insulin and glucagon signaling in adult Drosophila.</a> Elife. 5, (2016).</li><li>Wood, J. G., 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=Sirtuin+activators+mimic+caloric+restriction+and+delay+ageing+in+metazoans.">Sirtuin activators mimic caloric restriction and delay ageing in metazoans.</a> Nature. 430 (7000), 686-689 (2004).</li><li>Inagaki, H. K., 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=Visualizing+Neuromodulation+In+Vivo:+TANGO-Mapping+of+Dopamine+Signaling+Reveals+Appetite+Control+of+Sugar+Sensing.">Visualizing Neuromodulation In Vivo: TANGO-Mapping of Dopamine Signaling Reveals Appetite Control of Sugar Sensing.</a> Cell. 148 (3), 583-595 (2012).</li><li>Wong, R., Piper, M. D., Wertheim, B., Partridge, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+food+intake+in+Drosophila.">Quantification of food intake in Drosophila.</a> PLoS One. 4 (6), e6063 (2009).</li><li>Sen, R., 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=Moonwalker+Descending+Neurons+Mediate+Visually+Evoked+Retreat+in+Drosophila.">Moonwalker Descending Neurons Mediate Visually Evoked Retreat in Drosophila.</a> Curr Biol. 27 (5), 766-771 (2017).</li><li>Ewing, L. S., Ewing, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Courtship+of+Drosophila+melanogaster+in+large+observation+chambers:+the+influence+of+female+reproductive+state.">Courtship of Drosophila melanogaster in large observation chambers: the influence of female reproductive state.</a> Behaviour. 101 (1), 243-252 (1987).</li><li>Chatterjee, A., Tanoue, S., Houl, J. H., Hardin, P. E. <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+gustatory+physiology+and+appetitive+behavior+by+the+Drosophila+circadian+clock.">Regulation of gustatory physiology and appetitive behavior by the Drosophila circadian clock.</a> Curr Biol. 20 (4), 300-309 (2010).</li><li>Xu, K., Zheng, X., Sehgal, A. <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+and+metabolism+by+neuronal+and+peripheral+clocks+in+Drosophila.">Regulation of feeding and metabolism by neuronal and peripheral clocks in Drosophila.</a> Cell Metab. 8 (4), 289-300 (2008).</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 (7201), 217-255 (2008).</li><li>Viswanath, V., 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=Ion+channels+-+Opposite+thermosensor+in+fruitfly+and+mouse.">Ion channels - Opposite thermosensor in fruitfly and mouse.</a> Nature. 423 (6942), 822-823 (2003).</li><li>Yu, 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=Regulation+of+starvation-induced+hyperactivity+by+insulin+and+glucagon+signaling+in+adult+Drosophila.">Regulation of starvation-induced hyperactivity by insulin and glucagon signaling in adult Drosophila.</a> Elife. 5, (2016).</li><li>Klapoetke, N. 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=Independent+optical+excitation+of+distinct+neural+populations.">Independent optical excitation of distinct neural populations.</a> Nat Methods. 11 (3), 338-346 (2014).</li><li>Viswanath, V., 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=Opposite+thermosensor+in+fruitfly+and+mouse.">Opposite thermosensor in fruitfly and mouse.</a> Nature. 423 (6942), 822-823 (2003).</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 (2), 401-415 (1993).</li><li>Lee, K. S., You, K. H., Choo, J. K., Han, Y. M., Yu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+short+neuropeptide+F+regulates+food+intake+and+body+size.">Drosophila short neuropeptide F regulates food intake and body size.</a> J Biol Chem. 279 (49), 50781-50789 (2004).</li><li>Marella, S., Mann, K., Scott, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopaminergic+Modulation+of+Sucrose+Acceptance+Behavior+in+Drosophila.">Dopaminergic Modulation of Sucrose Acceptance Behavior in Drosophila.</a> Neuron. 73 (5), 941-950 (2012).</li><li>Albin, S. D., 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+Subset+of+Serotonergic+Neurons+Evokes+Hunger+in+Adult+Drosophila.">A Subset of Serotonergic Neurons Evokes Hunger in Adult Drosophila.</a> Current Biology. 25 (18), 2435-2440 (2015).</li><li>Ro, J., 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=Serotonin+signaling+mediates+protein+valuation+and+aging.">Serotonin signaling mediates protein valuation and aging.</a> eLife. 5, e16843 (2016).</li></ol>

Denne betænkning fokuserer på den tekniske proces af dye-mærkning fodring assays af mad forbrug inden for rammerne af thermogenetic og optogenetic aktivisering hen til manipulere neuroner kontrollerende fodring. Denne enkle og pålidelige protokol vil bidrage til at belyse funktionen af kandidat neuroner i fodring kontrol, til at måle mad præferencer af fluer, og til at identificere nye spillere i de fodring kontrol kredsløb via fodring-baserede genetiske skærme24.
<p class="jove_conten...

Kvantificering af mængden af mad, der indtages er vigtig for evaluering af flere aspekter af fodring kontrol af hjernen i at reagere på interne behov (såsom sult stater) og eksterne faktorer (som fødevarekvalitet og smagen)1, 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9. i de seneste år, bestræbelser på decifrere de neurale substrater af fodring kontrol i Drosophila føre til udviklingen af flere assays til direkte at kvantificere mængden af mad indtages eller tjene som en indikator for fodring motivation 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16.
Kapillar FEeder (CAFE) assay12,13 blev udviklet til at måle mængden af forbrug af flydende mad i et glas microcapillary. CAFE assay er meget følsomme og reproducerbare17 og forenkler måling af forbruget af fødevarer, især for kvantificering langsigtede fodring18. Denne analyse kræver imidlertid fluer til at klatre på spidsen af microcapillary og feed hovedet, der er ikke egnet til alle stammer. Derudover fordi fluer skal testes ved hjælp af CAFE analysen skal opdrættes på flydende fødevarer, henstår effekten af disse opdræt betingelser på stofskifte status eller de potentielle underernæring bestemmes.
Snabel udvidelse svar (PER) assay11,14 tæller hyppigheden af Snabel udvidelse svar mod blid hånd mad dråber. PER Analysen viste sig som en glimrende måde at evaluere fodring motivation af individuelle fly og æsler indflydelse af smagen og indholdet i mad18,19. Det er imidlertid ikke en direkte kvantificering af indtag beløb.
For nylig, en halvautomatisk metode, manualen fodring assay (MAFE)15, blev udviklet. I MAFE, er en enkelt immobiliseret flue fodret manuelt med en microcapillary indeholdende mad. I betragtning af at Snabel udvidelse svar og fødevareforbrug kan overvåges samtidigt, er MAFE velegnet til vurdering af næringsstof værdier og effekter af farmakologisk manipulation. Dog kan immobilisere en flue negativ indflydelse sine adfærdsmæssige ydeevne, herunder fodring.
Flyver Derudover Snabel og aktivitet detektor (FlyPAD)10 blev udviklet for at automatisk kvantificere fodring adfærd. Bruger maskinen vision metoder, registrerer FlyPAD fysiske interaktioner mellem en flue og fødevarer til at kvantificere hyppighed og varighed af Snabel udvidelser som en indikator for fodring motivation. FlyPAD giver en høj overførselshastighed tilgang til at overvåge fodring adfærd af en fri bevægelse flyve, selvom følsomhed og robusthed af dette system er fortsat at være yderligere bekræftet af flere undersøgelser12.
Mærkning strategier er ofte bruges til at anslå mad indtagelse i fluer. Det er almindeligt at mærke fødevarer med kemiske sporstoffer og efter fodring, måle mængden af indtaget sporstof til at beregne antallet af fødeindtagelse. Radioaktive sporstoffer16,17,20,21,22,23,24,25 give mulighed for afsløring gennem neglebånd uden homogenisering af fluer. Denne metode giver bemærkelsesværdigt lavt variabilitet og høj følsomhed18, og er muligt for langsigtet undersøgelse af fødeindtagelse. Men, tilgængeligheden af anvendelige radioisotoper og forskellige satser af absorbans og udskillelse bør tages i betragtning når du arbejder med denne analyse.
Mærkningsbestemmelserne og sporing fødeindtagelse med giftfri mad farver er et sikrere og enklere alternativ2,3,26,27,28. Fluer er homogeniseret efter fodring med fødevarer, der indeholder opløselige og ikke-resorberbare farvestoffer, og mængden af de indtagne farvestof kvantificeres senere ved hjælp af et spektrofotometer3,24,28,29 . Den mærkning strategi er let at udføre og giver høj effektivitet, men med en advarsel. Omfanget af fødeindtagelse anslået fra den indtagne farvestof er mindre end den faktiske mængde fordi udskillelse begynder så tidligt som 15 min efter fluer begynde at fodre17. Analysen vurderer derudover mad indtagelse typisk inden for en 60-minutters periode, som er kun egnet til undersøgelse af kortsigtede fodring adfærd24,28. Desuden parret flere interne og eksterne faktorer, såsom genotype17, køn17, stat17, opdræt af densitet30, døgnrytme31,32og mad kvalitet3 , 8 , 16, indflydelse fødeindtagelse. Fodring varighed kan derfor skal tilpasses specifikke forsøgsbetingelser. Udover at lette kvantificering af fødeindtagelse, bruges food farver også til at vurdere mad valg2,19,27, og at visualisere menisk i en microcapillary i CAFE assay12.
Her introducerer vi en protokol kombineret manipulation af neuronal aktivitet med farvestof-mærkning tilgang. Denne strategi har vist sig nyttig i vores neurogenetic undersøgelse af fodring kontrol i voksen bananfluer24. Den visuelle scoring metode giver mulighed for en hurtig vurdering af mad forbrug; Det er således nyttigt for screening gennem et stort antal stammer i tide. Kandidater fra skærmen er derefter analyseret i detaljer ved hjælp af en kolorimetriske metode til at give objektive og præcis kvantificering i yderligere undersøgelse.
Udover de fodring assays beskrive vi også thermogenetic27,33,34,35 og optogenetic36 metoderne til fremtvinge aktivering target neuroner i Drosophila. For at aktivere neuroner ved thermogenetic drift er enkel og praktisk med Drosophila forbigående Receptor potentielle Ankyrin 1 (dTRPA1), som er en temperatur - og spænding-gated kation kanal, der øger neuronal ophidselse når det omgivende temperaturen stiger over 23 ° C33,37; men test dyr ved høje temperaturer kan producere bivirkninger på adfærd. En anden effektiv fremgangsmåde til at aktivere neuronerne i Drosophila bruger optogenetics med CsChrimson36, som er en rød-forskudt variant af channelrhodopsin, der øger ophidselse af neuroner når de udsættes for lys. Optogenetics tilbyder højere tidsmæssige opløsning og mindre forstyrrelser i adfærd end thermogenetics. Kombinerer kvantitativ måling af fødeindtagelse med manipulation af neuronal aktivitet udgør en effektiv tilgang til at studere de neurale mekanismer af fodring.
Vi beskriver i detaljer, forberedelse af fodring kammeret og fluer skal testes. Ved hjælp af Taotie-Gal4 fluer som en model24, beskriver vi aktiverende neuroner ved thermogenetics og optogenetics. To assays af kvantificering af mad forbrug med farvestof-mærket mad er også beskrevet i protokollen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="942">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">UAS-CsChrimson</td>
			<td style="width:163px;">Bloomintoon</td>
			<td style="width:176px;">55135</td>
			<td style="width:272px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">UAS-dTrpA1</td>
			<td style="width:163px;">Bloomintoon</td>
			<td>26263</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TDC1-GAL4&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Bloomintoon</td>
			<td style="width:176px;">9312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">TDC2-GAL4</td>
			<td style="width:163px;">Bloomintoon</td>
			<td style="width:176px;">9313</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">sNPF-GAL4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:272px;">Provided by Z. Zhao</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NPF-GAL4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:272px;">Provided by Y. Rao</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TH-GAL4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:272px;">Provided by Y. Rao</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5-HT-GAL4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:272px;">Provided by Y. Rao</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">AKH-GAL4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:272px;">Provided by Y. Rao</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">dip2-GAL4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Provided by Y. Rao</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">Taotie-GAL4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Provided by J. Carlson</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:332px;">Agarose</td>
			<td>Biowest</td>
			<td style="width:176px;">G-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:332px;">Sucrose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td style="width:176px;">S7903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Erioglaucine disodium salt</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>861146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">all-trans-retinal&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Sigma&#160;</td>
			<td style="width:176px;">R2500</td>
			<td>stored in darkness</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Triton X-100</td>
			<td style="width:163px;">Amresco</td>
			<td>9002-93-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="146">
			<td height="146" style="height:146px;width:332px;">Fly food</td>
			<td style="width:163px;"></td>
			<td style="width:176px;">1 L food contains: 77.7 g corn meal, 32.19 g yeast, 5 g agar, 0.726 g CaCl2, 31.62 g sucrose, 63.2 g glucose, 2 g potassium sorbate, pH&#160;&#160;&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="92">
			<td height="92" style="height:92px;">&#160;1x PBS buffer&#160;</td>
			<td style="width:163px;"></td>
			<td style="width:176px;">1 L 1X PBS contains: 8 g Nacl, 0.2 g Kcl, 1.44 g Na2HPO4, 0.24 g KH2PO4, pH 7.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:332px;">PBST buffer</td>
			<td style="width:163px;"></td>
			<td colspan="2">1X PBS with 1% Triton X-100</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;Grinding mill</td>
			<td style="width:163px;">Shang Hai Jing Xin</td>
			<td>Tissuelyser-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:332px;">Incubator</td>
			<td style="width:163px;">Ning Bo Jiang Nan</td>
			<td>HWS-80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Magnetic stirrer with a heat plate</td>
			<td style="width:163px;">Chang Zhou Bo Yuan</td>
			<td style="width:176px;">CJJ 78-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spectrometer</td>
			<td style="width:163px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:176px;">CCS200/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:332px;">Microplate Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:176px;">Multiskan GO Type: 1510, REF 51119200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluorescence stereo microscope&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Leica</td>
			<td style="width:176px;">&#160;M205FA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Stereo microscope</td>
			<td style="width:163px;">Leica&#160;</td>
			<td style="width:176px;">S6E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:332px;">Outside container</td>
			<td>Jiang Su Hai Men</td>
			<td style="width:176px;">glass vial with a diameter of 31.8 mm and a height of 80 mm (inside dimension)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:332px;">Inside container&#160;</td>
			<td>Beijing Yi Ran machinery factory</td>
			<td style="width:176px;">plastic dish with a diameter of 13.6 mm and a height of 7.5 mm (inside dimension)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:332px;">1.5 mL Eppendorf tubes</td>
			<td style="width:163px;">Hai Men Ning Mong</td>
			<td style="width:176px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;96 well plate</td>
			<td style="width:163px;">Corning Incorporated</td>
			<td style="width:176px;">&#160;Costar 3599</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:332px;">LEDs</td>
			<td style="width:163px;">Xin Xing Yuan Guangdian</td>
			<td style="width:176px;">607 nm, 3W&#160;</td>
			<td>https://item.taobao.com/item.htm?id=20158878058</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combining quantitative food-intake assays and forcibly activating neurons to study appetite in drosophila

Fødevareforbrug er under stram kontrol af hjernen, som integrerer de fysiologiske status, smagen og ernæringsmæssige indhold i fødevarer og spørgsmål kommandoer til at starte eller stoppe fodringen. Decifrere de processer, der ligger til grund for beslutningstagningen af rettidig og moderat fodring bærer store konsekvenser i vores forståelse af fysiologiske og psykologiske lidelser relateret til fodring kontrol. Enkel, kvantitative og robuste metoder er forpligtet til at måle mad indtagelse af dyr efter eksperimentel manipulation, som med magt stigende aktiviteter af visse mål neuroner. Her, indført vi dye-mærkning-baseret fodring assays for at lette den neurogenetic undersøgelse af fodring kontrol i voksen bananfluer. Vi gennemgå tilgængelige fodring assays, og derefter beskrive vores metoder trin for trin fra opsætning til analyse, som kombinerer thermogenetic og optogenetic manipulation af neuroner kontrollerende fodring motivation med farvestof-mærket mad indtag assay. Vi diskuterer også de fordele og begrænsninger af vores metoder, sammenlignet med andre fodring assays, til at hjælpe læserne med at vælge en passende analyse.

Thermogenetic skærm.
Unormalt øget appetit medfører forhøjede fødeindtagelse, uanset fysiologiske behov. Vi udnyttede denne ordning til at designe en høj overførselshastighed adfærdsmæssige skærmen for at få genetiske håndtag af neuroner i forbindelse med sult og mæt stater (figur 1). Skærmen viste Taotie-Gal424. Når Taotie-Gal4 neuroner med m...

Watch this Scientific Journal Video about Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila at JoVE.com

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Kvantitative fødeindtagelse assays med farvet mad giver en robust og høj overførselshastighed betyder at evaluere fodring motivation. Kombinere mad forbrug assay med thermogenetic og optogenetic skærme er en kraftfuld tilgang til at undersøge de neurale kredsløb underliggende appetit i voksen Drosophila melanogaster.

Ved at kombinere kvantitative fødeindtagelse Assays og fremtvinge aktivering neuroner for at studere appetit i Drosophila

Food consumption is under the tight control of the brain, which integrates the physiological status, palatability, and nutritional contents of the food, ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Stereotaxic Microinjection of Viral Vectors Expressing Cre Recombinase to Study the Role of Target Genes in Cocaine Conditioned Place Preference

Stereotaktisk Mikroinjektion af virale vektorer, der udtrykker Cre recombinase at undersøge den rolle, målgener i Kokain Konditioneret Place Preference

Microinjecting recombinant adenoassociated viral (rAAV) vectors expressing Cre recombinase into distinct mouse brain regions to selectively knockout genes ...

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

En procedure til at undersøge effekten af ​​langvarig mad begrænsning på Heroin Søger i afholdende Rats

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

Afsløring beat Døvhed: Afsløring rytmeforstyrrelser med synkroniseret Finger Tapping og Sanselig Timing Opgaver

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Design and Implementation of an fMRI Study Examining Thought Suppression in Young Women with, and At-risk, for Depression

Design og implementering af en fMRI undersøgelse af, Troede Suppression i Unge Piger med, og At-risiko, for depression

Ruminative brooding is associated with increased vulnerability to major depression. Individuals who regularly ruminate will often try to reduce the ...

Combining Multiple Data Acquisition Systems to Study Corticospinal Output and Multi-segment Biomechanics

Ved at kombinere flere data Acquisition Systems til at studere corticospinal udgang og Multi-segment Biomekanik

Transcranial magnetic stimulation techniques allow for an in-depth investigation into the neural mechanisms that underpin human behavior. To date, the use ...

Feeding Experimentation Device (FED): Construction and Validation of an Open-source Device for Measuring Food Intake in Rodents

Feeding Experimentation Device FED: Construction and Validation of an Open-source Device for Measuring Food Intake in Rodents

Fodring Eksperimenter Device (FED): Konstruktion og Validering af en Open source anordning til måling fødeindtagelse hos Gnavere

Food intake measurements are essential for many research studies. Here, we provide a detailed description of a novel solution for measuring food intake in ...

Application of MultiColor FlpOut Technique to Study High Resolution Single Cell Morphologies and Cell Interactions of Glia in Drosophila

Application of MultiColor FlpOut Technique to Study High Resolution Single Cell Morphologies and Cell Interactions of Glia in Drosophila

Anvendelse af flerfarvet FlpOut teknik til at studere høj opløsning enkelt celle morfologier og celle interaktioner om Glia i Drosophila

Cells display different morphologies and complex anatomical relationships. How do cells interact with their neighbors? Do the interactions differ between ...

Reversible Cooling-induced Deactivations to Study Cortical Contributions to Obstacle Memory in the Walking Cat

Vendbar køling-induceret deaktiveringer at studere kortikale bidrag til hindring hukommelse i den omvandrende kat

On complex, naturalistic terrain, sensory information about an environmental obstacle can be used to rapidly adjust locomotor movements for avoidance. For ...

An Automated Method to Determine the Performance of Drosophila in Response to Temperature Changes in Space and Time

An Automated Method to Determine the Performance of Drosophila in Response to Temperature Changes in Space and Time

En automatiseret metode til at bestemme effektiviteten af Drosophila reaktion på temperaturændringer i rum og tid

Temperature is a ubiquitous environmental factor that affects how species distribute and behave. Different species of Drosophila fruit flies have specific ...

In Vivo Protocol of Controlled Subconcussive Head Impacts for the Validation of Field Study Data

I Vivo protokol af kontrollerede Subconcussive hoved virkninger for validering af felt undersøgelse Data

Subconcussive hits pose a threat to neuronal health as they have shown to induce neuronal structural damage and functional impairment without causing ...