Name: measuring exercise levels in drosophila melanogaster using the rotating exercise quantification system (reqs)
Uploaded: 2018-05-27T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS at JoVE.com

העבודה נתמכה על ידי פרס מספר P30DK056336 מ נבחרת המכון של סוכרת, עיכול, מחלות כליה באמצעות מענק פיילוט תזונה, השמנת יתר מרכז מחקר ב אוניברסיטת אלבמה בבירמינגהם NCR.

REQS מורכב צג פעילות דרוזופילה יחידה (עבור מקור מידע, אנא ראה טבלה של חומרים) רכוב על זרוע מסתובבת הנשלט על ידי יחידת המנוע (איור 1). הצג פעילות קובעת כמה פעמים בפרק זמן נתון המערך של קרני לייזר לנתח אמצע הצינור assay מופרת. איורים מפורטים, אפיון מעמיק של, ראה שלנו הפרסום ה...

<ol>
	<li>Rieder, L. E., Larschan, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wisdom+from+the+fly.">Wisdom from the fly.</a> Trends Genet. 30 (11), 479-481 (2014).</li><li>Ugur, B., Chen, K., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+tools+and+assays+for+the+study+of+human+diseases.">Drosophila tools and assays for the study of human diseases.</a> Dis Model Mech. 9 (3), 235-244 (2016).</li><li>Hales, K. G., Korey, C. A., Larracuente, A. M., Roberts, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+on+the+fly:+A+primer+on+the+Drosophila+Model+System.">Genetics on the fly: A primer on the Drosophila Model System.</a> Genetics. 201 (3), 815-842 (2015).</li><li>Piazza, N., Gosangi, B., Devilla, S., Arking, R., Wessells, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-training+in+young+Drosophila+melanogaster+reduces+age-related+decline+in+mobility+and+cardiac+performance.">Exercise-training in young Drosophila melanogaster reduces age-related decline in mobility and cardiac performance.</a> PLoS One. 4 (6), e5886 (2009).</li><li>Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+iterative+negative+geotaxis+(RING):+a+new+method+for+assessing+age-related+locomotor+decline+in+Drosophila.">Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila.</a> Exp Gerontol. 40 (5), 386-395 (2005).</li><li>Tinkerhess, M. J., Ginzberg, S., Piazza, N., Wessells, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endurance+training+protocol+and+longitudinal+performance+assays+for+Drosophila+melanogaster.">Endurance training protocol and longitudinal performance assays for Drosophila melanogaster.</a> J Vis Exp. (61), (2012).</li><li>Mendez, 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+TreadWheel:+A+novel+apparatus+to+measure+genetic+variation+in+response+to+gently+induced+exercise+for+Drosophila.">The TreadWheel: A novel apparatus to measure genetic variation in response to gently induced exercise for Drosophila.</a> PLoS One. 11 (10), e0164706 (2016).</li><li>Katzenberger, R. 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=A+Drosophila+model+of+closed+head+traumatic+brain+injury.">A Drosophila model of closed head traumatic brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (44), E4152-E4159 (2013).</li><li>Watanabe, L. P., Riddle, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+Rotating+Exercise+Quantification+System+(REQS),+a+novel+Drosophila+exercise+quantification+apparatus.">Characterization of the Rotating Exercise Quantification System (REQS), a novel Drosophila exercise quantification apparatus.</a> PLoS One. 12 (10), e0185090 (2017).</li><li>Reed, L. 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=Genotype-by-diet+interactions+drive+metabolic+phenotype+variation+in+Drosophila+melanogaster.">Genotype-by-diet interactions drive metabolic phenotype variation in Drosophila melanogaster.</a> Genetics. 185 (3), 1009-1019 (2010).</li><li>Bartholomew, N. R., Burdett, J. M., VandenBrooks, J. M., Quinlan, M. C., Call, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+climbing+and+flight+behaviour+in+Drosophila+melanogaster+following+carbon+dioxide+anaesthesia.">Impaired climbing and flight behaviour in Drosophila melanogaster following carbon dioxide anaesthesia.</a> Sci Rep. 5, 15298 (2015).</li><li>Huang, 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=Natural+variation+in+genome+architecture+among+205+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel+lines.">Natural variation in genome architecture among 205 Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel lines.</a> Genome Res. 24 (7), 1193-1208 (2014).</li><li>Mackay, T. F., 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+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel.">The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel.</a> Nature. 482 (7384), 173-178 (2012).</li><li>Berlandi, 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=Swing+Boat:+Inducing+and+recording+locomotor+activity+in+a+Drosophila+melanogaster+model+of+Alzheimer's+disease.">Swing Boat: Inducing and recording locomotor activity in a Drosophila melanogaster model of Alzheimer's disease.</a> Front Behav Neurosci. 11, 159 (2017).</li><li>Faville, R., Kottler, B., Goodhill, G. J., Shaw, P. J., van Swinderen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+deeply+does+your+mutant+sleep?+Probing+arousal+to+better+understand+sleep+defects+in+Drosophila.">How deeply does your mutant sleep? Probing arousal to better understand sleep defects in Drosophila.</a> Sci Rep. 5, 8454 (2015).</li></ol>

כמו התוצאות נציג להמחיש, REQS הוא מסוגל באופן מדויק מדידת הפעילות של פעילות גופנית דרוזופילה. REQS הוא גמיש ומאפשר לחוקרים על מגוון שאלות המחקר הקשורות תרגיל ביולוגיה או תרגיל התערבויות. ישנם שני שלבים קריטיים בפרוטוקול כדי לסמן. קודם כל, זה חיוני כדי לבדוק את ההתקנה של REQS על מנת להבטיח כי העבר...

לאחרונה, חוקרים החלו להשתמש זבוב הפירות דרוזופילה melanogaster ללמוד תרגיל ביולוגיה. Melanogaster ד כבר מערכת מודל גנטי שנים מעל 1001,2. עם זאת, מחקר דרוזופילה הפך התרומה לא רק גנטיקה, אלא גם ממגוון של דיסציפלינות אחרות לרבות הנוירו-ביולוגיה, ביולוגיה התנהגותית פיזיולוגיה3. בשנת 2009, מגדל כוח, המכשיר התרגיל הראשון עבור דרוזופילה היה מתואר4. המגדל כוח מנצל תגובה שלילית geotaxis של החיות. כאשר דרוזופילה נוטים לעבור לחלק העליון של המתחם שלהם. תגובה זו מעוגנת היטב, הוא הבסיס של וזמינותו הפופולרי "טבעת" (מהירה Geotaxis שלילי איטרטיבי5) המשמש להערכת יכולת טיפוס ו/או כושר גופני ב דרוזופילה. המגדל חשמל משתמשת זרוע מכנית מחובר יחידה מוטורית להרים שוב ושוב את ערכה של חיות בתוך מתחמים שלהם על ידי מספר סנטימטרים ושחרורם חזרה לקרקע לזירוז התגובה geotaxis שליליות (Tinkerhess et al. . 20126 לספק וידאו המדגימה את השימוש המגדל כוח). טיפול ממושך על המגדל כוח ובכך מגדיל את הסכום של פעילות גופנית (ריצה או טיסה) החיות לבצע בהשוואה לבעלי שליטה שאינו מטופל ומעל הזמן מוביל ביצועים משופרים ב וזמינותו הטבעת עבור כושר גופני4. לכן, עבודה זו הפגין את הכדאיות של שימוש דרוזופילה כמודל עבור תרגיל ביולוגיה.
כדי להרחיב את הרפרטואר של כלים למחקר דרוזופילה תרגיל, 2016, מנדז ועמיתיו תיאר מכונת דרוזופילה התרגיל השני, Treadwheel7. בדומה למגדל כוח, Treadwheel מנצלת את התגובה geotaxis שלילי של דרוזופילה. עם זאת, תגובה זו הנגרמת על ידי המשך הסיבוב של מתחמים בעלי חיים, ולא על-ידי הרמת ושחרורם כמו מגדל כוח. שיטה זו אינדוקציה עדינה ומאפשרת עבור משטר התרגול מונחה סיבולת נוסף זה מונע כל טראומה פיזית שעלולים להתרחש במהלך פעילות גופנית במגדל כוח (ראה Katzenberger, אר ג'יי. ואח 20138 עבור השפעת חזר פיזית טראומה על בריאות דרוזופילה). בדומה מגדל כוח4, תרגיל היחס לבעלי חיים על Treadwheel מוביל למגוון של תגובות פיזיולוגיות, לרבות שינויים כושר גופני, רמות טריגליצרידים, משקל הגוף7. לכן, שתי שיטות משלימות זמינים עבור דרוזופילה ביולוגים ללמוד תרגיל.
מגבלה אחת של המגדל הכוח וגם את Treadwheel היא חוסר היכולת למדוד את כמות הפעילות הנגרמת על ידי טיפול פעילות גופנית. ניתוח של וידאו-הקלטות שנלקחו Treadwheel הדגים שהיו הבדלים משמעותיים בין זנים שונים דרוזופילה איך הם מגיבים הטיפול תרגיל7. באופן ספציפי, הזנים למד differed ב עד כמה פעילות נוספים שבעלי החיים לבצע כאשר גירוי7. התבוננות זו בקשה אותנו לפתח מערכת התרגיל השלישי, סיבוב תרגיל כימות מערכת (REQS), המאפשרת לנו למדוד רמות פעילות בעלי חיים במהלך הסיבוב-induced תרגיל9. REQS משתמשת פעילות זמינים מסחרית ניטור יחידת המותקנת על זרוע מסתובבת כדי לעורר פעילות גופנית דרך סיבוב כמו Treadwheel. עבודה ראשונית עם REQS. מאשרות את זה מבחינה גנטית זנים דרוזופילה — המינים - יכול לקבל תגובות שונות באופן משמעותי גירוי המסתובבת ואת ובכך כמות תרגיל המושרה אינו זהה בין אחרים שונים9 . לפיכך, REQS עכשיו מאפשר דרוזופילה ביולוגים למדוד את כמות תרגיל המושרה על ידי הטיפול, פתיחת מגוון של השדרות מחקר חדש במגרש האימונים.
כאן נתאר בפירוט כיצד להשתמש את REQS על כימות של תרגיל סיבובי. REQS המניע את תרגיל הסיבוב, בעת ובעונה אחת מודדת את רמות פעילות של בעלי החיים מטופלים. REQS הוא מסוגל להכיל מגוון של תוכניות פעילות גופנית, החל התם 2 h רציף תרגיל המשטר המודגמות כאן על שיטות אימון מרווח יותר מורכב כפי שתואר על ידי מנדז, עמיתים7. גירוי יכול להיות מותאם ויה מהירות סיבוב (בין כ 1-13 סיבובים כל דקות). בהתאם צג פעילות היחידה להשתמש בהם כדי לייצר את REQS, שיטה זו היא יכולת הסתגלות הניתוח של זבובים יחיד או אוכלוסיות גדולות של בעלי חיים. הודות צדדיות הזה, REQS מספקת דרוזופילה חוקרים עם מערך של הזדמנויות ללמוד, למשל, משטרים שונים פעילות גופנית, תזונה התערבויות או השפעת צפיפות אוכלוסין.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="769">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Drosophila Activity Monitor&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Trikinetics</td>
			<td style="width:119px;">LAM25H</td>
			<td style="width:287px;">REQS component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Telephone Cord Detangler</td>
			<td style="width:147px;">Uvital</td>
			<td>uv20170719</td>
			<td>REQS component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vial closures (flugs)</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">49-102</td>
			<td style="width:287px;">Drosophila culture supplies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vials&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td>32-120</td>
			<td style="width:287px;">Drosophila culture supplies</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Drosophila culture netting</td>
			<td style="width:147px;">Carolina Biological Supply</td>
			<td style="width:119px;">173090</td>
			<td style="width:287px;">Drosophila culture supplies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cornmeal</td>
			<td style="width:147px;">Pepsico</td>
			<td>43375</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Molasses</td>
			<td style="width:147px;">Golden Barrel</td>
			<td>BLA-GAL</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Agar</td>
			<td style="width:147px;">Apex Bioresearch</td>
			<td style="width:119px;">66-103</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Inactive Dry Yeast</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">62-106</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tegosept</td>
			<td style="width:147px;">Apex Bioresearch</td>
			<td style="width:119px;">20-258</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Propionic acid</td>
			<td style="width:147px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">20-271</td>
			<td>Drosophila media</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring exercise levels in drosophila melanogaster using the rotating exercise quantification system (reqs)

דרוזופילה melanogaster הוא אורגניזם מודל חדש ללימודי ביולוגיה פעילות גופנית. עד כה, שתי מערכות התרגיל המרכזי, המגדל כוח, Treadwheel את תוארו. עם זאת, שיטה כדי למדוד את כמות פעילות בעלי חיים נוספים המושרה דרך הטיפול התרגיל יש שהיה חסר. סיבוב תרגיל כימות מערכת (REQS) ממלא את הצורך הזה, מתן מידת פעילות בעלי חיים חיות חווה תרגיל סיבובי. פרוטוקול זה פרטים כיצד להשתמש את REQS כדי להעריך את פעילות בעלי חיים במהלך תרגיל סיבובי, ממחיש את סוג הנתונים יכולה להפיק. . הנה, נדגים איך REQS משמש למדידת הבדלים ספציפיים מין או זן בפעילות תרגיל המושרה. REQS יכול לשמש גם כדי להעריך את ההשפעה של אחרים ניסיוני פרמטרים שונים כגון גיל, תזונה או אוכלוסייה בגודל בפעילות תרגיל המושרה. בנוסף, זה יכול לשמש כדי להשוות את היעילות של פעילות גופנית שונה הכשרה פרוטוקולים. חשוב מכך, היא מספקת הזדמנות לתקנן את תרגיל טיפולי בין זנים, ומאפשר החוקר להשיג כמויות שוות של פעילות בין קבוצות במידת הצורך. לפיכך, REQS הוא משאב חדש הבולטים לביולוגים התרגיל עובד עם מערכת מודל דרוזופילה ומשלים תרגיל מערכות קיימות.

הפלט הפעלה בודדים עם REQS הוא טבלת נתונים המיוצר על ידי התוכנה DAMSystem308, אשר יסומנו כסעיפים "Monitor1.txt" כברירת מחדל (עבור ראה דוגמה 1 קובץ משלים). קטע מתוך טבלה כזו מוצג בטבלה 1. כל עמודה מכילה את הנתונים טיוב assay בודדים, בעוד השורות להכיל את הפעילות נמדד בכל מרווח ...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS at JoVE.com

Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS

סיבוב תרגיל כימות מערכת (REQS) יכול לגרום תרגיל דרוזופילה melanogaster באמצעות סיבוב בעוד בו-זמנית מדידת כמות הפעילות המבוצעת על ידי בעלי החיים. כאן, אנו מציגים את פרוטוקול נקודה-מאת-נקודת המפרט כיצד למדוד רמות הפעילות של חיות חווה תרגיל סיבובי טיפולים באמצעות את REQS.

מדידת רמות פעילות גופנית ב- דרוזופילה melanogaster באמצעות מערכת כימות בתרגיל סיבוב (REQS)

Drosophila melanogaster is a new model organism for studies in exercise biology. To date, two main exercise systems, the Power Tower and the Treadwheel ...

Research

JoVE Journal

Genetics

Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System (REQS)

Quantifying Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster

Quantifying Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster

כימות פיגמנטציה בטן ב<em&gt; תסיסנית מלנוגאסטר</em

Pigmentation is a morphologically simple but highly variable trait that often has adaptive significance. It has served extensively as a model for ...

High Fat Diet Feeding and High Throughput Triacylglyceride Assay in Drosophila Melanogaster

High Fat Diet Feeding and High Throughput Triacylglyceride Assay in Drosophila Melanogaster

בשומן האכלה ואת וזמינותו Triacylglyceride תפוקה גבוהה בדרוזופילה Melanogaster

Heart disease is the number one cause of human death worldwide. Numerous studies have shown strong connections between obesity and cardiac malfunction in ...

Measuring mRNA Levels Over Time During the Yeast S. cerevisiae Hypoxic Response

Measuring mRNA Levels Over Time During the Yeast S. cerevisiae Hypoxic Response

מדידת רמות ה-mRNA לאורך זמן במהלך שמרים ס' cerevisiae ובשפתיים התגובה

Complex changes in gene expression typically mediate a large portion of a cellular response. Each gene may change expression with unique kinetics as the ...

High Resolution Fluorescent In Situ Hybridization in Drosophila Embryos and Tissues Using Tyramide Signal Amplification

High Resolution Fluorescent In Situ Hybridization in Drosophila Embryos and Tissues Using Tyramide Signal Amplification

ברזולוציה גבוהה פלורסנט בחיי עיר הכלאה של עוברי דרוזופילה ורקמות באמצעות הגברה Tyramide אות

In our efforts to determine the patterns of expression and subcellular localization of Drosophila RNAs on a genome-wide basis, and in a variety of ...

Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans

Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans

כימות של מידע מקודד על ידי גנים ביטוי רמות במהלך תוחלת החיים אפנון תחת הגבלת תזונה מגוון רחב C . elegans

Sensory systems allow animals to detect, process, and respond to their environment. Food abundance is an environmental cue that has profound effects on ...

The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster

The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster

TreadWheel: מרווח אימון פרוטוקול בעדינות המושרה תרגיל דרוזופילה melanogaster

The incidence of complex metabolic diseases has increased as a result of a widespread transition towards lifestyles of increased caloric intake and ...

Purification of Low-abundant Cells in the Drosophila Visual System

טיהור של התאים נמוך-שפע ב מערכת הראייה דרוזופילה

Recent improvements in the sensitivity of next generation sequencing have facilitated the application of transcriptomic and genomic analyses to small ...

In Vivo Functional Study of Disease-associated Rare Human Variants Using Drosophila

In Vivo Functional Study of Disease-associated Rare Human Variants Using Drosophila

במחקר פונקציונלי Vivo של מחלות-הקשורים משתנים אנושיים נדירים באמצעות Drosophila ילה

Advances in sequencing technology have made whole-genome and whole-exome datasets more accessible for both clinical diagnosis and cutting-edge human ...

In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster

In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster

ב Vivo Forward המסך הגנטי כדי לזהות גנים נוירוגינים הרומן ב Drosophila ילה melanogaster

There is much to understand about the onset and progression of neurodegenerative diseases, including the underlying genes responsible. Forward genetic ...

Dissection of Drosophila melanogaster Flight Muscles for Omics Approaches

Dissection of Drosophila melanogaster Flight Muscles for Omics Approaches

חיתוך של דרוזופילה מלאנוסטר שרירי הטיסה לגישות omics

Drosophila flight muscle is a powerful model to study diverse processes such as transcriptional regulation, alternative splicing, metabolism, and ...