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

Arbeidet ble støttet av prisen nummer P30DK056336 fra National Institute for Diabetes og fordøyelsesenzymer og nyre sykdommer gjennom en pilot stipend fra ernæring og fedme Research Center ved University of Alabama i Birmingham for NCR.

REQS består av en Drosophila Activity Monitor (for informasjon, vennligst se Tabellen for materiale) montert på en roterende arm som kontrolleres av en motor enhet (figur 1). Aktivitetsmonitor bestemmer hvor ofte i et gitt tidsrom utvalg av laserstråler dissekere midten av analysen røret blir forstyrret. For detaljerte tegninger og en detaljert karakterisering, se vår forrige publikasjonen9. Mens systemet bruker til LAM25H, kan REQS endres til an...

<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>

Som representant resultatene illustrere, er REQS stand til å måle nøyaktig aktiviteten til trener Drosophila. REQS er fleksibel og tillater forskere å løse en rekke problemstillinger knyttet til øvelse biologi eller øvelse intervensjoner. Det er to avgjørende skritt i protokollen for å markere. Først er det viktig å teste oppsett av FORESP slik at dataoverføring fra FORESP til DAMSystem308 fungerer. Hvis ikke riktig satt opp, datakabelen kan bli sammenfiltrede i rotasjon, og noen ganger forbindelsen mellom RE...

Forskere har nylig begynt å bruke frukt fly Drosophila melanogaster for å studere øvelse biologi. D. melanogaster har vært et genetisk modellsystem for over 100 år1,2. Drosophila forskning har imidlertid gjort bidrag til ikke bare genetikk, men også en rekke andre disipliner inkludert neurobiology, atferdsmessige biologi og fysiologi3. I 2009, makt tårnet, var den første treningsapparatet for Drosophila beskrevet4. Power tårnet utnytter dyrenes negative geotaxis svar. Når forstyrret, Drosophila pleier å flytte til toppen av sitt kabinett. Dette svaret er godt etablert og er grunnlaget for populære "RING" (rask iterativ Negative Geotaxis5) analysen som brukes til å anslå klatring evne og/eller fysisk trening i Drosophila. Power Tower bruker en mekanisk arm koblet til en motor enhet å gjentatte ganger løfte et sett med dyr i sine skap med flere inches og slippe dem tilbake i bakken for å indusere negative geotaxis svaret (Tinkerhess et al. 20126 gi en video som illustrerer bruken av makt tårnet). Langvarig behandling på makt tårnet dermed øker mengden av fysisk aktivitet (kjører eller flyr) dyrene utfører i forhold til ubehandlet kontrollen dyr og over tid fører til forbedret ytelse i RINGEN analysen for fysisk trening4. Derfor vist denne arbeid muligheten for med Drosophila som modell for trening biologi.
For å utvide repertoaret av verktøy tilgjengelig for Drosophila øvelse forskning, i 2016, beskrevet Mendez og kolleger en andre Drosophila treningsapparatet, Treadwheel7. Ligner Power Tower, Treadwheel utnytter negative geotaxis svar Drosophila. Men er dette svaret indusert av fortsatt rotasjon av dyr vedleggene, snarere enn ved å løfte og slippe dem i kraft tårnet. Denne induksjon metoden er skånsom og gir en mer utholdenhet orientert øvelse regime som unngår noen fysiske traumer som kan oppstå under øvelsen i kraft tårnet (se Katzenberger, R. J. et al. 20138 for virkningen av gjentatte fysiske Trauma på Drosophila helse). Lignende til Power Tower4, trening behandling av dyr på Treadwheel fører til en rekke fysiologiske responser, inkludert endringer i fysisk form, triglyseridnivåer og kroppen vekt7. Dermed er to utfyllende metoder tilgjengelig for Drosophila Biologer studerer øvelse.
En begrensning Power Tower og Treadwheel er manglende evne til å måle hvor mye aktivitet av trening behandling. Analyse av video-opptak tatt fra Treadwheel viste at det var betydelige forskjeller mellom de ulike Drosophila stammene i hvordan de reagerer på trening behandling7. Spesielt stammene studerte skilte seg i hvor mye ekstra aktivitet dyrene utført når stimulert7. Denne observasjonen bedt oss å utvikle en tredje øvelsessystem, den roterende utøve kvantifisering System (REQS), som tillater oss å måle dyr aktivitet under rotasjon-indusert øvelse9. REQS benytter en kommersielt tilgjengelig aktivitet overvåking enhet som er installert på en roterende arm å stimulere trening gjennom rotasjon som Treadwheel. Innledende arbeid med REQS bekrefter at genetisk forskjellig Drosophila stammer-kjønn - kan ha betydelig forskjellige svar til roterende stimulering og dermed mengden av trening indusert er ikke identiske blant ulike genotyper9 . Dermed kan REQS nå Drosophila biologer å måle mengden av trening indusert av behandlingen, åpne en rekke nye forskning muligheter innen trening.
Her beskrive vi i detalj hvordan du bruker REQS for kvantifisering av roterende øvelse. REQS induserer roterende trening og måler samtidig aktivitetsnivåer av dyr blir behandlet. REQS er kjøpedyktig en mengde treningsprogrammer, varierer fra enkle 2t vedvarende trening regimet demonstrert her til mer komplekse intervall treningsmetoder som beskrevet av Mendez og kolleger7og stimulering kan justeres via Rotasjonshastighet (mellom ca 1-13 rotasjoner per min). Avhengig av aktiviteten skjermen enheten brukes til å produsere REQS, er denne metoden tilpasningsdyktig til analyse av enkelt fluer eller store bestander av dyr. På grunn av denne allsidigheten gir REQS Drosophila forskere med en rekke muligheter til å studere, for eksempel, ulike trening regimer, kosthold tiltak eller virkningen av befolkningstetthet.

<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)

Drosophila melanogaster er en ny modell organisme for studier i øvelsen biologi. Hittil har to viktigste trening systemer, har Power Tower og Treadwheel blitt beskrevet. Men har en metode for å måle mengden av flere dyr aktivitet indusert gjennom trening behandling manglet. Den roterende utøve kvantifisering System (REQS) fyller dette behovet, gir et mål på dyr aktivitet for dyr opplever roterende øvelse. Denne protokollen detaljer hvordan du bruker REQS for å vurdere dyr aktivitet under roterende trening og illustrerer hvilken datatype som kan genereres. Her viser vi hvordan REQS brukes til å måle sex - og belastning-spesifikk forskjellene i indusert treningsaktivitet. REQS kan også brukes til å evaluere virkningen av ulike andre eksperimentelle parametere som alder, diett eller befolkningen størrelse på indusert treningsaktivitet. I tillegg kan det brukes til å sammenligne effekten av ulike trening protokoller. Viktigere, gir det en mulighet til å standardisere øvelse behandlinger mellom stammer, slik at forskeren å oppnå like mye aktivitet mellom grupper hvis nødvendig. Dermed REQS er en bemerkelsesverdig ny ressurs for trening biologer arbeider med systemet Drosophila modell og utfyller eksisterende trening systemer.

Utdataene fra en enkelt kjøre med REQS er en tabell produsert av DAMSystem308 programvare, som kalles "Monitor1.txt" som standard (for en eksempel se ekstra fil 1). Et utdrag fra slike tabeller er vist i tabell 1. Hver kolonne inneholder data fra en individuelle analysen rør, mens radene inneholder aktiviteten målt i hvert tidsintervall fra begynnelsen av eksperimentet (øverst) på slutten (nederst). De første tre datapunktene bør overvåkes i tilfe...

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

Den roterende utøve kvantifisering System (REQS) kan indusere øvelse i Drosophila melanogaster gjennom rotasjon mens du samtidig måler mengden aktivitet utført av dyrene. Her presenterer vi en punkt-til-punkt-protokoll detaljering Hvordan måle aktivitetsnivå dyr opplever roterende øvelse behandlinger bruker REQS.

Måle trening nivåer i Drosophila melanogaster bruke den roterende øvelse kvantifisering System (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

Kvantifiserende abdominal pigmentering i<em&gt; Drosophila melanogaster</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

Høy fett diett fôring og høy gjennomstrømning Triacylglyceride analysen i Drosophila 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

Måle mRNA nivåer Over tid under gjær S. cerevisiae Hypoxic svaret

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

Høy oppløsning fluorescerende In Situ hybridisering i Drosophila embryoer og vev med Tyramide Signal forsterkning

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

Kvantifisering av informasjonen kodet av Gene Expression nivåer under levetid modulering Under bredt kosttilskudd restriksjon i 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: Intervall trening protokollen for forsiktig indusert øvelse i Drosophila 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

Rensing av lav-rikelig celler i Drosophila visuelle systemet

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

In vivo funksjonell studie av sykdom-Associated sjeldne Human varianter bruke Drosophila

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

In vivo Forward genetisk Screen å identifisere Novel nervecellene gener i Drosophila 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

Disseksjon av Drosophila melanogaster fly musklene for omics tilnærminger

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