Name: combining quantitative food-intake assays and forcibly activating neurons to study appetite in drosophila
Uploaded: 2018-04-24T12:30:00
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이 작품 국가 기본 연구 프로그램의 중국 (2012CB825504), 국립 자연 과학 재단의 중국 (91232720 및 9163210042), 중국 아카데미의 과학 (CAS) (GJHZ201302 및 QYZDY-남동-SMC015)에 의해 부분적으로 지원 되었다 빌과 멜 린다 게이츠 Y. zhu CAS의 기초 (OPP1119434), 및 100-재능 프로그램.

1. 먹이 챔버 준비
참고: 먹이 챔버 염료 라벨 먹이 분석 결과 대 한 두 부분으로 구성: (표지)로 외부 컨테이너와 내부 (식량)와 컨테이너.
<ol><li>수정 (31.8 m m 내부 직경)와 80 m m의 높이 초파리 배양에 대 한 유리 병에서 외부 컨테이너 (그림 1A, 1 C). 1 %agarose 제대로 먹이 설치 계속 (5 mL)의 층으로 컨테이너의 하단 습도 및 (<...

<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. 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이 보고서는 thermogenetic의 맥락에서 소비 식품의 염료 라벨 먹이 분석의 기술 과정에 초점을 맞추고 먹이 제어 하는 optogenetic 활성화 뉴런을 조작 하 고. 이 간단 하 고 신뢰할 수 있는 프로토콜 제어, 파리의 음식 선호도 측정 하 고 먹이 기반 유전 스크린24통해 먹이 제어 회로에 새로운 플레이어를 식별 하 먹이에 후보 뉴런의 기능을 명료 하 게 하는 데 도움이 됩니다.
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섭취 하는 음식의 양을 측정 하는 것이 먹이 (기아 상태) 등 내부 요구와 외부 요인 (예: 식품 품질과 palatability)1, 에 두뇌에 의해 컨트롤의 여러 측면을 평가 하기 위한 중요 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9. 최근 몇 년 동안, 초파리 에서 제어를 먹이 기의 신경 기질을 해독의 노력 직접 섭취 하는 음식의 양을 계량 또는 동기 부여를 먹이의 지표로 서 역할을 다 분석 실험의 발전으로 이어질 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16.
모 세관 급지대 (카페) 분석 결과12,13 유리 microcapillary에서 액체 식품의 소비 금액을 측정 하기 위해 개발 되었다. 카페 분석 결과 매우 민감하고 재현할 수17 이며 음식 소비, 특히 장기 먹이18측정의 측정을 간소화 합니다. 그러나,이 분석 결과 microcapillary의 끝에 상승 하 고 있는 모든 긴장에 적합 하지 않습니다 거꾸로, 피드 파리를 요구 한다. 또한, 카페 분석 결과 사용 하 여 테스트할 파리 액체 식품에 reared 하기 때문에, 이러한 대사 상태 또는 잠재적인 영양 조건을 양육의 효과 결정 될 남아 있습니다.
코 확장 응답 (%) 분석 결과11,14 식품 상품의 부드러운 접촉으로 코 확장 응답의 주파수를 계산합니다. 분석 결과 평가 하는 우수한 방법으로 입증 당 palatability의 영향 및 음식18,19의 내용을 개별 비행 및 엉덩이의 동기 부여를 먹이. 그러나, 그것의 섭취 양 직접 정량화 아니다.
최근, 반자동 방법, 분석 결과 (MAFE)15, 먹이 매뉴얼 개발 되었다. MAFE에서 하나의 고정된 비행 수동으로 음식을 포함 하는 microcapillary와 함께 먹이입니다. 그 코 확장 반응과 식품 소비를 동시에 모니터링할 수 있습니다, MAFE는 영양 가치와 약리 조작의 효과 평가 적합 합니다. 그러나, 비행을 immobilizing 수 있습니다 부정적인 영향을 행동 성능, 먹이 포함 하 여.
또한, 코를 비행 하 고 활동 검출기 (FlyPAD)10 자동으로 먹이 행동 척도를 개발 되었다. 머신 비전 방법을 사용 하 여, FlyPAD 비행 및 동기 부여를 먹이의 지표로 서 주파수와 코 확장의 기간을 계량 하는 음식 간의 실제 상호 작용을 기록 합니다. FlyPAD는 민감도이 시스템의 견고를 더욱 더 남아 있지만 무료 이동 파리의 먹이 행동을 모니터링 하는 높은 처리량 접근 연구12제공 합니다.
레이블 전략 자주 파리에 음식 섭취를 추정 하는 데 사용 됩니다. 그것은 일반적인 음식 화학 추적기와 라벨, 수 유, 후 음식 섭취 량의 수량을 계산 하기 위해 섭취 한 추적의 양을 측정. 방사성 트레이 서16,17,20,21,22,23,,2425 표 피를 통해 검색 허용 파리 균질 하지 않고 이 방법은 현저 하 게 낮은 다양성 및 높은 감도18, 제공 하 고 음식 섭취 량의 장기 유학 가능. 그러나, 사용 가능한 radioisotopes의 가용성 및 흡 광도 배설의 다른 비율 취해야 한다 고려 사항으로이 분석 결과 사용 하는 경우.
라벨링 및 비 독성 식품과 음식 섭취 량을 추적 한 안전 하 고 간단 하 게 대체2,3,26,,2728이다. 파리는 수용 성 및 비 흡수 염료를 포함 하는 음식을 먹이 후 무 균 그리고 섭취 염료의 금액은 나중에 분 광 광도 계3,,2428,29 사용 하 여 계량 . 라벨 전략 수행 쉽습니다 및 높은 효율성을 제공 하지만 경고와 함께. 음식 섭취 량 섭취 염료에서 추정의 볼륨은 배설 파리17수 유 시작 후 15 분 일찍 시작 되기 때문에 실제 볼륨 보다 작습니다. 또한, 분석 결과 일반적으로 기간 내에 60 분만 단기 먹이 행동24,28의 조사를 위해 적합 하다는 음식 섭취를 평가 합니다. 또한, 유전자 형17,17, 성별 등 여러 내부 및 외부 요인 상태17, 밀도30,32circadian 리듬31,및 식품 품질3 양육 성관계 , 8 , 16, 영향 음식 섭취 량입니다. 따라서, 먹이 기간 특정 실험 조건에 따라 조정 해야 합니다. 음식 섭취 량의 정량화를 촉진, 외 식품 식품 선택2,,1927, 평가 하 고 시각화 카페 분석 결과12에 microcapillary에서 초승달 모양에도 사용 됩니다.
여기, 염료 라벨 방식으로 신경 활동의 결합 프로토콜 조작을 소개합니다. 이 전략 성인 과일 파리24제어를 먹이 기에 우리의 neurogenetic 연구에 유용한 입증 되었습니다. 식품 소비;의 빠른 평가 위한 시각적 득점 메서드 사용 따라서, 시기에 종자의 큰 숫자를 통해 심사에 대 한 유용합니다. 화면에서 후보자는 다음 자세히 객관적이 고 정확한 정량화 추가 연구를 제공 하는 색도계 방법을 사용 하 여 분석 됩니다.
먹이 분석 실험, 게다가 우리는 또한 thermogenetic27,33,34,35 및 optogenetic36 의 메서드 강제로 대상 초파리에서 신경 세포를 활성화 설명 합니다. Thermogenetic 신경 활성화 작업이 간단 하 고 편리한 초파리 와 일시적 수용 체 잠재적인 Ankyrin 1 (dTRPA1)는 신경 흥분을 증가 온도 및 전압 문을 단 양이온 채널 때 주위 온도 23 ° C33,37; 올라가면 그러나, 높은 온도에서 동물 테스트 동작에 악영향을 생성할 수 있습니다. 또 다른 효과적인 방법은 초파리 에서 신경 세포를 활성화 하는 사용 optogenetics CsChrimson36, 빛에 노출 되 면 신경 세포의 흥분 성 증가 channelrhodopsin의 빨간색 이동 변종입니다. Optogenetics 더 높은 시간 해상도 thermogenetics 보다 덜 방해 동작을 제공합니다. 신경 활동의 조작으로 음식 섭취 량의 정량적 측정을 결합 하 여 먹이의 신경 메커니즘을 공부에 대 한 효과적인 접근 방식을 나타냅니다.
우리가 먹이 챔버와 파리의 준비 테스트를 자세히 설명 합니다. 본뜬 Gal4 파리를 사용 하 여 모델24, thermogenetics 및 optogenetics에 의해 활성화 신경 설명 합니다. 염료-표시 된 식품 식품 소비의 정량화의 2 개의 분석 실험 또한 프로토콜에서 설명 합니다.

<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

식품 소비는 생리 적 상태, palatability, 음식, 그리고 문제 명령을 시작 하거나 수 유 중지의 영양 내용을 통합 하는 두뇌의 꽉 제어. 밑에 시기 적절 하 고 적당 한 먹이 제어와 관련 된 생리 적, 심리적 장애의 우리의 이해에 운반의 주요 의미를 먹이의 의사 결정 프로세스 파악 간단 하 고, 양적, 강력한 메서드는 강제로 특정 대상 뉴런의 활동을 증가 하는 등 실험적인 조작 후 동물의 음식 섭취를 측정 하는 데 필요한. 여기, 우리는 성인 초파리에 제어를 먹이 기의 neurogenetic 연구를 촉진 하기 위하여 먹이 분석 염료-라벨-기반으로 도입. 우리가 사용할 수 먹이 분석, 검토 하 고 우리의 방법 thermogenetic 결합 분석 및 염료 표시 된 음식 섭취 량 분석 결과와 먹이 동기를 제어 하는 신경 세포의 optogenetic 조작 설치에서 단계별 설명. 우리는 또한 장점과 독자 적절 한 분석 결과 선택할 수 있도록 다른 먹이 분석 실험에 비해 우리의 방법의 한계를 설명.

Thermogenetic 스크린입니다.
식욕 비정상적으로 증가 하면 생리 적 요구에 높은 음식 섭취 량. 높은 처리량을 디자인 하는이 제도 활용 하는 우리 행동 신경 세포의 유전 핸들을 얻기 위해 기아와 관련 된 화면과 만족 상태 (그림 1). 화면 본뜬 Gal424나왔고. 본뜬 Gal4 뉴런은 강제...

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

염색 음식 양이 많은 음식 섭취 량 분석 제공 하는 강력한 고 높은 처리량 먹이 동기 평가를 의미 합니다. 결합 식품 소비 분석 결과 thermogenetic 및 optogenetic 스크린은 성인에서 식욕을 기본 신경 회로 조사 하는 강력한 접근 방식을 초파리 melanogaster.

양이 많은 음식 섭취 량 분석을 결합 하 고 강제로 초파리 에서 식욕을 공부 하는 뉴런을 활성화

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

크레 재조합이 코카인 컨디셔닝 장소 환경에있는 표적 유전자의 역할을 연구하는 표현 바이러스 성 벡터의 정위 미세 주입

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

연구

행동분석학

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

헤로인은 절제 쥐의 추구에 장시간 음식 제한의 효과를 연구하기위한 절차

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

비트의 청각 장애를 폭로 : 감지 리듬 장애를 누르면 동기화 손가락 및 지각 타이밍 작업에

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

의 fMRI 연구의 설계 및 구현은 젊은 여성 진압 생각하고, 위험에 처한, 우울증에 대한 검사

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

여러 데이터 수집 시스템을 결합하면 피질 출력 및 멀티 세그먼트 역학을 연구하는

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

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설치류에 음식 섭취를 측정하기위한 오픈 소스 장치의 건설 및 검증 : 실험 장치 (FED)를 먹이

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

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높은 해상도 단일 셀 형태학 초파리 에서 명과의 세포 상호 작용을 공부 하 고 다 색 FlpOut 기술의 응용

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

가역 냉각 유도 Deactivations 공부 장애물 메모리 걷는 고양이에 대뇌 피 질의 기여를

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

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시간과 공간에서 온도 변화에 대 한 응답에서 초파리 의 성능을 결정 하는 자동화 된 방법

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

필드 연구 데이터의 유효성 검사에 대 한 제어 Subconcussive 머리 영향의 비보 프로토콜에

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