Name: the treadwheel: interval training protocol for gently induced exercise in drosophila melanogaster
Uploaded: 2018-06-08T15:00:00
Duration: 7 min 21 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster at JoVE.com

We zouden graag bedanken Julie Jarnigan, Meredith Owens, Rachel Hill, Brandon Moye, Laura Mafla, Olivia Fish en de rest van de Reed-Lab voor hun hulp bij vliegen veehouderij en beeldverwerking. De oorspronkelijke tredmolen Sean Mendez gebouwd met de hulp van de UAB machine winkel. Voor deze studie financiering werd verstrekt door de NIH-R01 GM 098856 LKR en Undergraduate creativiteit en onderzoek Academy aan de Universiteit van Alabama KEL en BJW World.

1. tredmolen installatie en bediening
Opmerking: Zie aanvullende figuur 1 voor schema's op TW oefenen machinebouw. De onderdelen die nodig zijn worden vermeld in de Tabel van materialen. De zinnen "TW", "Tredmolen", "oefening machine" en "machine" door elkaar in het gehele protocol gebruikt worden.
<ol><li>
Kalibreren motor met aan-/ uitschakelaar zodanig zijn dat een volledige rotatie periode 15 s (4 rpm). Kalibreer de draaisnelheid van de machine alvorens vliegen flesjes in beveiligde klemmen gekoppeld aan draaiende armen.
	<ol>
<li>Aanpassen snelheid met behulp van een standaard stopwatch en een onbeweeglijk object tijdelijk aangesloten op de machine, zoals een kleine kwast geplakt is aan de motor cover met het penseel gewoon aanraken van een van de roterende haken. Tijd het aantal rotaties in één minuut het onbeweeglijk object als referentiepunt gebruiken en aanpassen van de snelheid om te bereiken van een 15 s roterende periode (4 rpm).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. vliegen verzamelen en onderhoud
Opmerking: Alle vliegen worden bijgehouden in een incubator 25 ° C met 50% vochtigheids- en een 12 h licht/donker cyclus tussen benchtop manipulaties die hieronder worden beschreven. Vliegen zijn een standaard flappen-melasse lab dieet gevoed, tenzij anders vermeld.
<ol><li>
Legdatum chambers voorbereiden op elk genotype van belang met behulp van appelsap agar platen, een daling van gist plakken per plaat, en 6 oz. plastic flessen aan het verzamelen van eieren, die zal uitkomen in larven.
	<ol>
<li>Om te bereiden appelsap agar platen, 35 x 10 mm petrischalen ¾-full vullen met 3% agar opgelost in de winkel koopt appelsap. Gestolde platen bewaren in de koelkast tot gebruik.</li>
		<li>In een tube van 50 mL conische centrifuge, winkel koopt actieve droge gist te combineren met gedestilleerd water in een verhouding van 2 mL water voor elke gram gist. Mix gist met water om een pasta te maken met de consistentie van ketchup met behulp van een glazen staaf roeren. Gist en water verhoudingen aanpassen zoals die nodig zijn om de gewenste consistentie.</li>
		<li>Gist plakken in een ijskast tussen toepassingen opslaan. Houd de dop van de tube los te laten-vergassing.</li>
		<li>Gebruik een scherpe naald of mes om de punch van kleine gaatjes in de 6 oz. plein beneden flessen (polypropyleen) als ventilatie gaten voor de legdatum kabinetten.</li>
		<li>Schar een kleine plek van gist plakken (~ 3 mm diameter) op elke appelsap agarplaat.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Volwassen vliegen van het gewenste genotype in de 6 oz. fles en PET fles met het appelsap agarplaat plaats. Beveilig de plaat tot fles met elastiekjes. Omkeren, en breng in een incubator voor meerderjarigen om eieren te leggen.</li>
	<li>Wijzigen appelsap agar platen op een legdatum kamer twee keer per dag (ochtend en avond). Verlof gebruikt platen in de incubator voor een andere 12 – 24 h om de eerste instar larven om uit te komen.</li>
	<li>Verzamel eerst instar larven met behulp van een dunne penseel of collectie pick (flexibele dunne naald gekoppeld aan een handvat). Plaats 50 eerste instar larven van een specifieke genotype op een voedsel Injectieflacon van het type van de gewenste experimentele voeding te ontwikkelen en de complete metamorfose terwijl gehuisvest in de incubator (Figuur 2).</li>
	<li>
Verzamelen van volwassenen voor de behandeling van de oefening (Figuur 2).
	<ol>
<li>Op verpopt, verzamelen van poppen met een kleine, vochtig penseel en plaats in het lege flesjes vóór eclosion om te voorkomen dat volwassen vliegen worden blootgesteld aan het larvale dieet.</li>
		<li>Eclose volwassen vliegen naar voedsel flesjes van standaard lab dieet als ze overbrengen. Één tot vijf dagen na eclosion, scheiden vliegen op grond van geslacht.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Voorgedragen helft van de verzamelde volwassenen, elke aan de experimentele en controlegroepen. Vliegen in flesjes van standaard lab dieet bij een concentratie van 50 vliegen per flacon te handhaven.</li>
	<li>Volwassenen overdragen aan vers voedsel flesjes, wordt om de twee dagen om te voorkomen dat ze vast komen te zitten tijdens het sporten. Verschillende korrels van aanvullende levende gist toevoegen aan het nieuwe voedsel onmiddellijk vóór de invoering van de vliegen. Opmerking: Hoewel het mogelijk is om vliegen zonder bijvoederen van de levende gist, we hebben gevonden dat de volwassen vliegen beste met suppletie presteren. Levende gist suppletie is een variabele die kan worden gewijzigd om aan te passen van de onderzoeker experimentele doelen.</li>
</ol>3. oefening Protocol
<ol><li>Op de eerste dag van de oefening (dag 1) pluggen duw flacon om 1 cm ruimte in controle flesjes en 6 cm ruimte tussen het eten en de stekker in oefening flesjes (Figuur 1 c). Opmerking: De controle flesjes hebben een beperkte ruimte voor vliegen om verder te gaan terwijl de oefening machine en dus vliegen zal zich bezighouden met veel minder verkeer dan in oefening flesjes.</li>
	<li>Flesjes in de klemmen plaatsen en geeft u vervolgens de vliegen 10 min om te acclimatiseren op de machine (Figuur 1B). Opmerking: Een alternatieve controlemaatregelen is het handhaven van de unexercised vliegen op de benchtop grenzend aan de oefening machine met 6 cm van de ruimte (in de flacon) ga normaal. Vergelijkbare resultaten van oefening ten opzichte van zowel de "1 cm op de tredmolen" en de "6 cm op benchtop" besturingselementen gevonden11.</li>
	<li>
Behandelen van zowel controle en oefening vliegt naar rotatie op de machine bij constante kamertemperatuur gedurende 5 opeenvolgende dagen per week met afwisselende periodes van rotatie en de rest (Figuur 1D). Opmerking: Een constante temperatuur is nodig om te voorkomen dat de storende effecten van de temperatuur over activiteitenniveaus. Voor temperatuur manipulatie studies, plaatst u de TW binnen een incubator om aan te passen temperatuur behandelingen tijdens de oefening training.<ol>
<li>Start de machine voor vier 15 min vlagen van oefening op dag 1. Wissel deze periodes met 5 minuten rusttijden.</li>
		<li>Elk van de volgende dagen, 5 min van oefening toevoegen aan een van de bestaande oefening bouts. Bijvoorbeeld op dag 2, maken de eerste oefening bout 20 min lang, maar de rest van de aanvallen op 15 min lang behouden.</li>
		<li>Op dag 3 vliegt de uitoefening gedurende 20 minuten tijdens de eerste twee aanvallen en 15 min voor de volgende twee periodes.</li>
		<li>Op dag 4, gebruik 20 min oefening bouts voor iedereen behalve de laatste bout, moet die slechts 15 min lang.</li>
		<li>Op dag 5, houden alle oefening bouts 20 min lang. Opmerking: Tijdens de rustperioden, de flesjes met de vliegen moeten blijven veilig geklemd op de TW. De oriëntatie van de flesjes tijdens deze periodes is niet relevant, omdat de zwaartekracht ervaren door alle vliegen uit dezelfde richting komen zal.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Na het voltooien van de behandeling van de oefening voor een bepaalde dag, de stekkers van de flacon voedsel terug te keren naar hun normale posities en terug vliegen naar hun starterscentra tot de volgende dag.</li>
	<li>Na voltooiing van de volledige oefening regime, anesthetize vliegen vliegen met behulp van standaard CO2 verdoving methoden. Vervolgens vliegt overdracht naar nieuwe voedsel flesjes of microcentrifuge buizen voor de beoordeling van de fenotypische kenmerken van belang. Opmerking: Voorbeeld fenotypen omvatten klimmen vermogen (voedsel vial), triglyceride-opslag (microcentrifuge buis) of genexpressie (microcentrifuge buis). Het protocol kan hier worden onderbroken met monsters die zijn opgeslagen op de juiste manier afhankelijk van de evaluaties worden uitgevoerd. Testen waarbij levende vliegen moet onmiddellijk worden uitgevoerd overeenkomstig de specifieke doelstellingen van de fenotypische assay.</li>
</ol>4. klimmen beoordeling
<ol><li>
Na een dag van rust na voltooiing van het inspanningsprotocol testen algemene vlieg klimmen prestaties met behulp van een snelle iteratieve negatieve geotaxis (RING)-als negatieve geotaxis klimmen assay22.
	<ol>
<li>Groepen van 10 vliegen in lege flesjes plaatsen met behulp van CO2 anesthesie (of te tikken vanuit voedsel flesjes als al gesorteerd) en verzegelen met paraffine film om te voorkomen dat de vliegen ontsnappen. Geven het vliegen ten minste 10 min om te acclimatiseren op de nieuwe flacon. Om te verhinderen dat flesjes kantelen, tape een ~ 5 cm cardstock cirkel met een diameter aan de onderkant van het flesje om extra oppervlakte. Opmerking: Flacon stekkers mag niet worden gebruikt omdat ze belemmeren deel van het flesje gebruikt om te bepalen hoogte beklommen.</li>
		<li>Plaats flesjes 20 cm voor een raster van 1 x 1 cm in het volle zicht van een camera gemonteerd, stationaire met een ingebouwde timer (een slimme telefoon met een timer camera toepassing werkt goed).</li>
		<li>Tik zachtjes flesjes op de teller drie keer te kloppen alle vliegen naar beneden naar de onderkant van de flacon. Nadat u op de flacon van de derde tijd, timer onmiddellijk de 4 s camera te vangen een afbeelding om te bepalen van de hoogte beklommen door elke vliegen. Opmerking: Tikken moet gebeuren bij een consistente intensiteit en door de dezelfde onderzoeker in elke oefening-control contrast om te minimaliseren van de variatie in de vliegen reacties als gevolg van te tikken.</li>
		<li>Herhaal stap 4.1.3 tweemaal, met ten minste 1 min rust tussen proeven, tot een totaal van drie proeven per flacon.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Om te bewaren de vliegen voor andere analyses, onmiddellijk nadat de klimmen test is afgerond, flash bevriezen de vliegen door onderdompeling in vloeibare stikstof.
	<ol>
<li>Gebruik een ondiepe, open-bedekte dewar kolf tot een diepte van ~ 5 cm gevuld met vloeibare stikstof.</li>
		<li>Vliegen overbrengen in kleine microcentrifuge buizen met behulp van CO2 anesthesie en plaats vervolgens de buizen in de kolf van de dewar gevuld met vloeibare stikstof. Als alternatief, als toekomstige analyses nodig vermijden van CO2, module bevriezen de vliegen rechtstreeks in hun klimmen flesjes door zachtjes te tikken op vliegen naar de bodem van hun flacon terwijl de onderkant wordt ondergedompeld in vloeibare stikstof, en breng de bevroren vliegt naar microcentrifuge buizen met pincet. Opmerking: Vloeibare stikstof is cryogene en mag alleen worden gebruikt met de juiste beschermende uitrusting en kamer ventilatie.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Proces beelden met behulp van de ImageJ23 multi punt selectie tool.
	<ol>
<li>Open een afbeelding voor verwerking binnen ImageJ.</li>
		<li>Stel een 1 cm-schaal gebaseerd op de achtergrond raster papier voor het berekenen van de afstand die beklommen door elke individuele fly. Gebruik de "lijn" van de hulpmiddelstaaf aan de ene kant van de sporen van een vierkant van 1 cm2 van de achtergrondnota raster. Klik op het tabblad "Analyseren" en selecteer "Set schaal". De "bekend afstand" instellen als "1,00" en "Eenheid van lengte" als 'cm', zorg ervoor dat "Global" niet is aangevinkt en klik op "OK".</li>
		<li>Selecteer het pictogram "Multi punt selectie" van de hulpmiddelstaaf en zoom in op de bodem van de ampul in de afbeelding. Het eerste punt instellen als de zeer bodem van de ampul door te klikken op het laagste deel van de flacon.</li>
		<li>Klik op het midden van elke vliegen in het flesje om deze te markeren als een gegevenspunt. Neem nota dat er zijn een totaal van 11 punten per flacon, één markering van de onderkant van de flacon en één voor elke fly.</li>
		<li>Klik op het tabblad "Analyseren" en selecteer "Maatregel" voor het genereren van een tabel van gemeten waarden. Sla de tabel in een CSV-bestand.</li>
		<li>Het CSV-bestand openen in een spreadsheetprogramma en bereken de exacte afstand beklommen door elke vlieg door aftrekken van de y-waarden van de punten 2-11 van punt 1 in de tabel van de gemeten waarden.</li>
		<li>Herhaal stap 4.3.1 via 4.3.6 voor elke afbeelding.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. triglyceride opslag Assay
Opmerking: De monsters, normen, glycerol standaardoplossing en triglycerolesters werkoplossing gebruikt tijdens de test moeten worden gehouden op het ijs voor de duur van het protocol en moeten worden bewaard in de koelkast wanneer niet in gebruik.
<ol><li>
Normen met behulp van de Glycerol standaardoplossing voor te bereiden.
	<ol>
<li>Maak de lege (B) door 1.000 µL van homogenisering buffer toe te voegen aan een microcentrifuge buis label B.</li>
		<li>Standaard 1 (S1), 2,5 mg/mL per putje, maken door 1000 µL van de standaard oplossing van glycerol toe te voegen aan een microcentrifuge buis, het label van S1.</li>
		<li>Standaard 2 (S2), 1,25 mg/mL per putje, door toevoeging van 500 µL van de standaard oplossing van glycerol aan 500 µL van diH2O in een buis van de microcentrifuge het label van S2 maken</li>
		<li>Standaard 3 (S3), 0.625 mg/mL per putje, door toevoeging van 250 µL van de standaard oplossing van glycerol aan 750 µL van diH2O in een buis van de microcentrifuge S3 label maken</li>
		<li>Standaard 4 (S4), 0.3125 mg/mL per putje, door toevoeging van 125 µL van de standaard oplossing van glycerol aan 875 µL van diH20 in een microcentrifuge buis S4 label maken</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Bereiden triglycerolesters werkoplossing uit de Serum Kit voor de bepaling van de triglyceriden.
	<ol>
<li>Voeg 40 mL diH2O tot het gratis glycerol reagens uit de kit en meng door het omkeren van de fles.</li>
		<li>Voeg 10 mL diH2O aan de triglyceride-oplossing uit kit en meng door het omkeren van de fles.</li>
		<li>Combineren van glycerol reagens en triglyceride oplossing en meng door het omkeren om voor te bereiden de werkoplossing triglycerolesters. Opmerking: De werkoplossing triglycerolesters is goed voor 60 dagen en vier 96-wells-plaat testen per kit met behulp van het protocol hieronder kunt voltooien. Welke volumes zijn opgebruikt zijn proportioneel verkleind uit de officiële Serum Triglyceride bepaling kit voor gebruik in de indeling van de 96-wells-plaat.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Controleer of Blank en normen door zorgvuldig pipetteren 5 µL van elke standaard in een 96-Wells-vlakke bodem, duidelijke microplate in drievoud (of viervoud bij de blancobepaling).
	<ol>
<li>Precies 125 µL van triglycerolesters werken oplossing aan elk putje met een standaard toevoegen. Toestaan dat oplossingen voor reageren voor 30 min.</li>
		<li>Plaats een 96-wells-plaat in een spectrofotometer en lees de absorptie bij 540 nm. Gebruik de extinctie metingen te maken van een standaard curve en de juistheid van de normen door de beoordeling van de waarde van R2 . Als de R-2 voor de normen minder dan 0,98, opnieuw de normen zorgvuldiger te bereiden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Beginnen dag 1 van de assay voor triglyceride opslag14 met behulp van microcentrifuge buizen met 10 bevroren vliegt elk. Opmerking: Een herhaling of meerkanaalsgeluid pipet mag nooit worden gebruikt in deze stap omdat de bedragen voor elk reagens gebruikt in de test moet zeer nauwkeurig en consequent om reproduceerbare resultaten te krijgen. In onze ervaring hoeft herhalen en meerkanaals pipetten niet deze mate van nauwkeurigheid en consistentie. Elk aliquot van een enkellijns pipet visueel kan worden bevestigd door de experimentator voor kwaliteitscontrole en een enkellijns Pipet-specifieke vooroordelen zal worden ervaren door alle monsters in dezelfde mate.<ol>
<li>Bereiden een voorraad van 200 mL van homogenisering Buffer door het combineren van 0.272 g KH2PO4, 400 µL van het EDTA 0.5 M en 199.6 mL diH2O in een glazen fles.</li>
		<li>Voeg precies 100 µL van homogenisering buffer aan elk van de 40 microcentrifuge buizen met 10 volwassenen bevroren na het klimmen assay. Vervolgens Centrifugeer steekproeven voor 30 s bij 18.000 g.</li>
		<li>Grind vliegt met een gemotoriseerde molen en stamper (of een andere vorm van weefsel homogenisering) ter voorbereiding van een melkachtige oplossing. Zorg ervoor dat een verse stamper wordt gebruikt voor elk monster. Vervolgens Centrifugeer steekproeven voor 2 min op 18.000 g.</li>
		<li>Pipetteer alleen de top 75 µL van de bovenstaande vloeistof van elke buis in nieuwe microcentrifuge buizen. Zorg ervoor dat er geen vliegen bits van de pellet zijn overgedragen. Plaats nieuwe buizen 's nachts in de koelkast.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Dag 2 van het protocol van triglyceride beginnen door het verwijderen van dag 1 monsters uit de koelkast. Opmerking: Stap 5.5 kan worden uitgevoerd dezelfde dag als 5.4 maar wij hebben gevonden het signaal voor triglyceride concentratie robuustere na een nacht in de koelkast. De tijd tussen stappen 5.4 en 5.5 mag echter niet hoger zijn dan 36 h.<ol>
<li>(Optioneel) Vortex de eerste buis met bovenstaande vloeistof voor 10 s en Pipetteer 5 µL in een schone microcentrifuge buis. Voeg 95 µL van 0,15 M NaCl in de nieuwe microcentrifuge buis. Bewaar deze deelmonsters in de vriezer van-20 ° C voor een latere assay van eiwit indien gewenst. Opmerking: Deze monsters van supernatans dat met de toegevoegde NaCl-oplossing kunnen worden gebruikt om te bepalen met behulp van de onderzoeker voorkeur assay eiwitgehalte. We gebruiken de Bradford methode24. Het eiwitgehalte is een manier om het standaardiseren van de maatregel van triglyceride gehalte, maar de onderzoeker moet ook voorzichtig zijn bij de interpretatie van deze ratio's sinds oefening en dieet kan ook invloed hebben op eiwit-opslag.</li>
		<li>Voor de oorspronkelijke supernatant flesjes repliceert vortex de eerste buis met bovenstaande vloeistof voor 10 s, dan Pipetteer 5 µL in twee aparte wells van een 96-Wells-microplate tot technische. Zorg ervoor dat nota die putten voor elk monster worden gebruikt. Herhaal deze stap voor de 39 andere buizen.</li>
		<li>Pipetteer precies 5 µL van de blanco in vier putjes van de microplate, en voor de resterende putten, Pipetteer precies 5 µL van elke standaard in drievoud.</li>
		<li>Precies 125 µL triglycerolesters werkoplossing toevoegen aan elk putje, en laat de oplossing voor reageren voor 30 min.</li>
		<li>Plaats de 96-wells-plaat in een spectrofotometer en lees de absorptie bij 540 nm.</li>
		<li>Converteren van waarden van de extinctie in concentratie (mg/mL) met behulp van de standaard curve berekend op basis van de normen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Yanovski, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pediatric+obesity.+An+introduction.">Pediatric obesity. An introduction.</a> Appetite. 93, 3-12 (2015).</li><li>Alberti, K. G. M. M., Zimmet, P., Shaw, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+syndrome-a+new+world-wide+definition.+A+Consensus+Statement+from+the+International+Diabetes+Federation.">Metabolic syndrome-a new world-wide definition. A Consensus Statement from the International Diabetes Federation.</a> Diabetic Medicine. 23, 469-480 (2006).</li><li>American Diabetes Association. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=6.+Obesity+Management+for+the+Treatment+of+Type+2+Diabetes.">6. Obesity Management for the Treatment of Type 2 Diabetes.</a> Diabetes Care. 39, 47-51 (2016).</li><li>Bliddal, H., Leeds, A. R., Christensen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis,+obesity+and+weight+loss:+evidence,+hypotheses+and+horizons+-+a+scoping+review.">Osteoarthritis, obesity and weight loss: evidence, hypotheses and horizons - a scoping review.</a> Obesity Reviews. 15, 578-586 (2014).</li><li>Bray, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epidemic+of+obesity+and+changes+in+food+intake:+the+Fluoride+Hypothesis.">The epidemic of obesity and changes in food intake: the Fluoride Hypothesis.</a> Physiol. Behav. 82, 115-121 (2004).</li><li>O'Rahilly, S., Farooqi, I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+obesity.">Genetics of obesity.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 361, 1095-1105 (2006).</li><li>Kenkre, J., Tan, T., Bloom, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treating+the+obese+diabetic.">Treating the obese diabetic.</a> Expert Rev Clin Pharmacol. 6, 171-183 (2013).</li><li>Fiuza-Luces, C., Garatachea, N., Berger, N. A., Lucia, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+is+the+Real+Polypill.">Exercise is the Real Polypill.</a> Physiology. 28, 330-358 (2013).</li><li>Matos, 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=Acute+exercise+reverses+TRB3+expression+in+the+skeletal+muscle+and+ameliorates+whole+body+insulin+sensitivity+in+diabetic+mice.">Acute exercise reverses TRB3 expression in the skeletal muscle and ameliorates whole body insulin sensitivity in diabetic mice.</a> Acta Physiologica. 198, 61-69 (2010).</li><li>Mercken, E. M., Carboneau, B. A., Krzysik-Walker, S. M., de Cabo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Of+mice+and+men:+The+benefits+of+caloric+restriction,+exercise,+and+mimetics.">Of mice and men: The benefits of caloric restriction, exercise, and mimetics.</a> Ageing Research Reviews. 11, 390-398 (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, 0164706 (2016).</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, 5886-5911 (2009).</li><li>Graham, P., Pick, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+Model+for+Diabetes+and+Diseases+of+Insulin+Resistance.">Drosophila as a Model for Diabetes and Diseases of Insulin Resistance.</a> Fly Models of Human Diseases. 121, 397-419 (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, 1009-1019 (2010).</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, 0185090 (2017).</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. , (2012).</li><li>Tinkerhess, M. 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=The+Drosophila+PGC-1&#945;+Homolog+spargel+Modulates+the+Physiological+Effects+of+Endurance+Exercise.">The Drosophila PGC-1&#945; Homolog spargel Modulates the Physiological Effects of Endurance Exercise.</a> PLoS ONE. 7, 31633 (2012).</li><li>Sujkowski, A., Bazzell, B., Carpenter, K., Arking, R., 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+exercise+and+selective+breeding+for+longevity+extend+Drosophila+healthspan+by+overlapping+mechanisms.">Endurance exercise and selective breeding for longevity extend Drosophila healthspan by overlapping mechanisms.</a> Aging. 7, 535-552 (2015).</li><li>Tj&#248;nna, A. E., 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=Aerobic+Interval+Training+Versus+Continuous+Moderate+Exercise+as+a+Treatment+for+the+Metabolic+Syndrome:+A+Pilot+Study.">Aerobic Interval Training Versus Continuous Moderate Exercise as a Treatment for the Metabolic Syndrome: A Pilot Study.</a> Circulation. 118, 346-354 (2008).</li><li>Ciolac, E. 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=Effects+of+high-intensity+aerobic+interval+training+vs.+moderate+exercise+on+hemodynamic,+metabolic+and+neuro-humoral+abnormalities+of+young+normotensive+women+at+high+familial+risk+for+hypertension.">Effects of high-intensity aerobic interval training vs. moderate exercise on hemodynamic, metabolic and neuro-humoral abnormalities of young normotensive women at high familial risk for hypertension.</a> Hypertension Research 2010 33:8. 33, 836-843 (2010).</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=Measuring+exercise+levels+in+Drosophila+melanogaster+using+the+Rotating+Exercise+Quantification+System+(REQS).">Measuring exercise levels in Drosophila melanogaster using the Rotating Exercise Quantification System (REQS).</a> J Vis Exp. , (2018).</li><li>Gargano, J., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. <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> Experimental Gerontology. 40, 386-395 (2005).</li><li>Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIH+Image+to+ImageJ:+25+years+of+image+analysis.">NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nature Methods 2012 9:7. 9, 671-675 (2012).</li><li>Hammond, J. B. W., Kruger, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> New Protein Techniques. 3, 25-32 (1988).</li><li>Mackay, T. F. 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=The+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel.">The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel.</a> Nature. 482, 173-178 (2012).</li><li>Miquel, J., Lundgren, P. R., Bensch, K. G., Atlan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+temperature+on+the+life+span,+vitality+and+fine+structure+of+Drosophila+melanogaster.">Effects of temperature on the life span, vitality and fine structure of Drosophila melanogaster.</a> Mechanisms of Ageing and Development. 5, 347-370 (1975).</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>Leng, S. X., 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=ELISA+and+Multiplex+Technologies+for+Cytokine+Measurement+in+Inflammation+and+Aging+Research.">ELISA and Multiplex Technologies for Cytokine Measurement in Inflammation and Aging Research.</a> The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 63, 879-884 (2008).</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> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 8253-8256 (2007).</li><li>Chiu, J. C., Low, K. H., Pike, D. H., Yildirim, E., Edery, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assaying+locomotor+activity+to+study+circadian+rhythms+and+sleep+parameters+in+Drosophila.">Assaying locomotor activity to study circadian rhythms and sleep parameters in Drosophila.</a> J Vis Exp. , (2010).</li><li>M&#214;lich, A. B., F&#214;rster, T. D., Lighton, J. R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperthermic+Overdrive:+Oxygen+Delivery+does+Not+Limit+Thermal+Tolerance+in+Drosophila+melanogaster.">Hyperthermic Overdrive: Oxygen Delivery does Not Limit Thermal Tolerance in Drosophila melanogaster.</a> Journal of Insect Science. 12, 1-7 (2012).</li><li>Long, A. D., Macdonald, S. J., King, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+complex+traits+using+the+Drosophila+Synthetic+Population+Resource.">Dissecting complex traits using the Drosophila Synthetic Population Resource.</a> Trends in Genetics. 30, 488-495 (2014).</li></ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het inspanningsprotocol gedetailleerde hier is aangetoond dat het met succes stimuleren zachte oefening in Drosophila en kan worden gebruikt om te simuleren van uithoudingsvermogen te oefenen in een gecontroleerde laboratorium11instellen. Opgemerkt moet worden dat bij het aanvankelijk ontwikkelen van het concept van de tredmolen, we beschouwd als commerciële producten die zou kunnen worden gewijzigd om uit te voeren op dezelfde wijze (bijvoorbeeld, een laboratorium rotisserie). Echter, we uiteindelijk verworpen deze aanpak, een op maat gemaakte ontwerp te kiezen, omdat de commerciële apparatuur niet een voldoende lage rotatiesnelheid (4 rpm hebben) en voldoende capaciteit voor high-throughput monster generatie de flacon miste.
De TW-protocol zelf kan worden aangepast omvatten een breed scala aan onderzoeksonderwerpen. Bijvoorbeeld, kan aanpassing van de frequentie en de duur van de vliegen oefening regimes veranderen de intensiteiten van de werk-outs die zij ontvangen. Door de uitbreiding van het protocol langer dan een week of voor andere leeftijdsgroepen, zou het mogelijk zijn om te bestuderen van de effecten van lichaamsbeweging op veroudering en verschillende leeftijd gerelateerde ziekten. Het is raadzaam dat als een benadering van de uitgebreide oefening wordt uitgevoerd, dan ten minste één rustdag per week moet worden toegevoegd om herstel mogelijk te maken. Prestaties en verbetering bleek groter in regimes die opgenomen een hersteldag dan die regimes die opeenvolgende dagelijkse oefening12gebruikt. Ook zouden wij waarschuwen tegen uitbreiding van oefening bout lengtes afgelopen 30 min aangezien gewenning aan de roterende beweging optreden kan na langere continu11 oefenen. We hebben ook waargenomen genetische variaties in vliegen motivatie om hun activiteitenniveaus op de TW11te handhaven. Dus, als langere periodes gewenst zijn, kunt u overwegen toezicht op de vliegen activiteitenniveaus, zoals gepresenteerd door Watanabe en raadsel15,21 beschrijven hun wijziging van het concept van de TW. Andere factoren die kunnen worden gevarieerd omvatten temperatuur en slaap-waak patronen, die staan ook vliegen bewegingen26,27te beïnvloeden.
Er is een overvloed van beschikbare analyses tijdens en na de voltooiing van het protocol aan te pakken van de effecten van lichaamsbeweging op de fysiologische, gedragsmatige en moleculaire niveau, evenals het potentieel te ontrafelen epigenetische effecten van lichaamsbeweging. Extra metabole testen (bijvoorbeeld, glucose, glycogeen en eiwitten), cardiale prestaties en inflammatoire respons maatregelen kunnen worden gebruikt om verder te onderzoeken met de oefening van het effect heeft op vliegen fysiologie en lichaam samenstelling12,14 ,24,28. Verschillende gedragsveranderingen oefening inductie, zoals veranderingen in gedrag, motorische activiteit en slaap, voeding is gekoppeld kunnen ook worden gemeten met behulp van tools zoals de CAFE assay29 of activiteit toezicht apparaten12,15 ,30. Wijzigingen in genexpressie en cellulaire ademhaling toegeschreven om te oefenen, kunnen ook met behulp van methoden zoals qRT-PCR11 en respirometrie31worden gekwantificeerd. Ten slotte hebben Drosophila waardevolle genetische hulpbronnen beschikbaar, zoals het paneel voor de referentie van Drosophila genetica 2 en de Drosophila synthetische bevolking Resource waarmee onderzoekers het platform uit te voeren kwantitatieve genetische studies25,32. Deze tools kunnen toewijzing experimenten, bijvoorbeeld genoom-brede vereniging Studies en kwantitatieve Trait Loci, voor het identificeren van kandidaat-loci geassocieerd met lichaamsbeweging en dieet.
Studies voltooid met behulp van de tredmolen aangetoond dat, gemiddeld, oefening vermindert lichaamsgewicht, totale triglyceride opslag en glycogeen, terwijl het eiwitgehalte verhogen en klimmen prestaties11. Daarnaast waren er variabele reacties uit te oefenen over de geslachten en genotypen voor lichaamsgewicht, evenals triglyceriden, eiwit, glycogeen, glucose en activiteit niveaus11,15. Terwijl de variabiliteit van de respons te oefenen en dieet over genotypen en seks kan worden uitdagend om te interpreteren en, soms, contra-intuïtief, de bronnen van echte biologische variatie in natuurlijke populaties in acht genomen weerspiegelt. Als we streven naar het begrijpen van de diversiteit van de onderliggende factoren die bijdragen aan de hoge tarieven van MetS, zullen hulpmiddelen die het ontwarren van de relatieve rol van verschillende bijdragende factoren vergemakkelijken door het testen van deze factoren in modelorganismen essentieel zijn voor ons vermogen gepersonaliseerde interventies voor preventie en behandeling te ontwikkelen. Om de doeltreffendheid van oefening volledig te beoordelen, moet elk van deze factoren en hoe ze omgaan worden beschouwd wanneer het uitvoeren van experimenten en conclusies te formuleren.
De TW, net als de meeste andere vliegen fitnessapparaten, wordt beperkt in zijn vermogen te kwantificeren vliegen beweging. Onlangs, Watanabe en raadsel ontwikkeld de roterende oefening kwantificering (systeemvereisten), de ruggengraat van een TW gewijzigd met een activiteit controle eenheid (LAM25H) van de Drosophila Monitoring System serie15,21. Net als de TW, dit systeem maakt gebruik van roterende beweging voorzichtig ertoe oefening tijdens het gebruik van de LAM25H arm om te volgen en te kwantificeren vliegen activiteit, maar houdt een kleiner aantal flesjes (32 flesjes) dan de TW15. Voor high-throughput oefening studies, als kwantificering van de activiteit niet noodzakelijk of gewenst is, zorgt de TW voor een groter aantal van de steekproef. Het ontwerp van de TW kan ook worden gewijzigd vanuit het huidige formulier aangepast aan een groter aantal flesjes. Dit systeem, samen met andere bestaande methoden voor uitoefening, geholpen om vast te stellen dat de oefening niet alleen haalbaar in Drosophila is maar kan ook worden bestudeerd om te bepalen van het effect van fysieke activiteit op een verscheidenheid van fysiologische en moleculaire reacties 11,12,15. Dus, de TW, als een beproefde methode van het inducerende zachte oefening in vliegen, kan worden gebruikt om een grote variëteit aan biologische vragen sonde.

Jeugd- en volwassen obesitas zijn groeiende epidemieën in culturen die hoge calorie dieet consumeren en inactief voor langere tijd, die tot ernstige gevolgen op lange termijn leiden kan, met inbegrip van artrose, insulineresistentie en chronische ontsteking 1 , 2 , 3 , 4. de prevalentie van deze aandoeningen blijft stijgen als gevolg van het toenemende gebrek aan evenwicht in de calorie-inname en uitgaven toegeschreven aan verhoogde consumptie van vetten en suikers en een voornamelijk sedentaire levensstijl5. Dienovereenkomstig heeft deze energiebalans geleid tot een toename van de gevallen van Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) en cardiovasculaire ziekte (CVD)5. Individuen zijn op een hoger risico van het ontwikkelen van beide stoornissen als ze zijn gediagnosticeerd met de stoornis metabool syndroom (MetS), waarvan de symptomen abdominale obesitas en dyslipidemia2 omvatten. MetS wordt gevormd door de complexe interacties tussen genotype en verschillende omgevingsfactoren, zoals dieet en oefening6. Dus, om te krijgen een volledig begrip van de onderliggende mechanismen van deze complexe ziekte, al deze factoren moeten worden overwogen.
Wanneer het gaat om bestrijding van MetS, adviseren artsen eerst ondergaan veranderingen in levensstijl waarin eten een gezonde, evenwichtige voeding en lichaamsbeweging2,7,8. Aangezien effectieve medicijnen beperkt zijn en maagomleidingschirurgie is kostbaar en vereist een levenslang medische controle, wordt farmacologische en chirurgische interventie alleen aanbevolen voor ernstige gevallen en alleen in combinatie met deze veranderingen in levensstijl3 ,7,8. Terwijl lifestyle interventies, zoals oefening en dieet, kunnen produceren en op de lange termijn doelstellingen van het gewichtsverlies te handhaven, al dan niet deze corrigerende maatregelen volledig kunnen verzachten van de negatieve effecten die zijn gekoppeld aan de MetS moeten verder te bestuderen7, 8.
Muismodellen zijn gebruikt voor het onderzoeken van de effecten van lichaamsbeweging op metabole ziekten jarenlang; de invoering van oefening te vliegen van onderzoek op MetS is echter een relatief recente endeavor9,10,11,12. Vliegen bieden de perfecte voertuig voor het bestuderen van de oefening in het gecontroleerde laboratorium plaatsen, omdat ze gemakkelijk worden gemanipuleerd, hebben een korte levensduur, zijn goedkoop te onderhouden, en energiegerelateerde stofwisselingsroutes zijn zeer bewaard tussen Drosophila en mens13. D. melanogaster genomen goed worden gekenmerkt, en er is een schat voor genetica tools beschikbaar voor gebruik in Drosophila die kan inzicht geven in de verschillende genotypen en genotype-door-milieu-interacties die kunnen moduleren het effect van oefening op organisch gezondheid14.
Huidige methoden voor uitoefening van Drosophila aanroepen van de vlieg aangeboren, negatieve geotaxis tendens, de gedrags instinct naar boven te klimmen, te stimuleren klimmen bij volwassenen binnen hun bijlagen11,12,15 . De Power Tower, een methode voor het stimuleren van oefening in vliegen, systematisch verhoogt de vliegen behuizingen verticaal en vervolgens verzonden naar hen terug aan de oppervlakte van de Bank, effectief kloppen de vliegen naar de onderkant van het flesje, dus inducerende hun instinctuele negatieve geotaxis 12 , 16. experimenten uitgevoerd met behulp van deze machine is gebleken dat de oefening een krachtige beschermende factor tegen vele leeftijdsgebonden ziekten is, met inbegrip van CVD en T2DM, en gezonde veroudering12,17,18 bevordert . In het bijzonder zij aangetoond dat oefening kan het begin van de daling van de leeftijdsgebonden mobiliteit in vliegen verminderen en meerdere leeftijd-gerelateerde symptomen, zoals cardiale prestaties verbeteren en reactie17,18 benadrukken. Controle vliegt echter nooit geplaatst op de toren bleek hoger klimmen scores dan mensen met de machine, suggereren dat de kracht van de repetitieve druppels kan verwonden van de vliegen en op het gebied van mobiliteit,12. Dit suggereert dat een alternatieve methode van inducerende oefening die is minder krachtig en vermijdt veroorzaakt fysieke trauma's zou een nuttige, aanvullende methode om de Power Tower protocol16.
Om voorzichtig oefening in Drosophila, ontwikkelden we een oefening machine genaamd de tredmolen (Figuur 1). De tredmolen is (voortaan afgekort als TW) roterende beweging activeert de vliegen aangeboren, negatieve geotaxis tendens door voortdurend het herdefiniëren van de gravitationele bovenkant van de flesjes, die op zijn beurt, stimuleert klimmen in de vliegen. In tegenstelling tot andere methoden is de roterende beweging van de TW inherent zacht, die minimaliseert het aantal extra stressoren die kunnen ontstaan en invloed op de resultaten. De machine biedt dus de middelen voor het opwekken van oefening in grote aantallen vliegen zonder inducerende stress, waardoor onderzoekers de effecten van oefening metabole gezondheid (Figuur 2), veroudering, slaap, en vele andere onderwerpen11te bestuderen.
Onze werkwijze volgt een inverse piramidale, interval training protocol, waarin grotendeels aspecten van aërobe interval training (AIT) met sommige uithoudingsvermogen inspanninstraining. Het standaard AIT-regime is veranderd in dit protocol daarna langzaam verhoogt door de duur van elk interval over een periode van vijf dagen tot het uithoudingsvermogen bevorderen. AIT is vooral handig bij het voorkomen van MetS ten opzichte van andere methoden van tussenkomst en effectiever in het omkeren van de gemeenschappelijke risicofactoren metabool syndroom dan continu matige lichaamsbeweging19,20was. Een nadeel van de TW ten opzichte van de Power Tower is echter dat vliegen sneller koeien aan de roterende beweging, dus variatie in aangeboren neiging om koeien onder de vliegen de interpretatie van de voordelen van oefening kan bemoeilijken. 11 een elegante oplossing voor deze beperking wordt beschreven door Watanabe en raadsel15 en hun aanvullende artikel21.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:844px;" width="844">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Materials for TreadWheel Construction:</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Heavy Duty Vibration-Damping leveling Mount</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>60855K71</td>
			<td>Quantity: 4</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stainless Steel Ball Bearing</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>57155K306</td>
			<td>Quantity: 8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plug-in Voltage Transformer (500MA, 120VAC input, 24 VAC output)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>70235K16</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Compact Square-Face DC Gear motor</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>6409K23</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tool Holder (clamps)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>1723A22</td>
			<td>Quantity: 5 (10x)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">12L14 Carbon Steel Tight-Tolerance Rod</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5227T24</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Set Screw Shaft Collar</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>6432K13</td>
			<td>Quantity: 8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Round-Belt Pulley</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>6284K51</td>
			<td>Quantity: 5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dart Controls &#8211; 25 Max RPM, Electric AC DC Motor</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>13DV 1A</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Materials for Fly Maintenace and Husbandry</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">6 oz Square Bottom Bottles (polypropylene)</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>32-130</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">35x10mm Petri Dishes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82050-536</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Narrow Drosophila vials</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>32-116</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:395px;">Flystuff Flypad</td>
			<td style="width:112px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:171px;">59-114</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:395px;">Blowgun, Mini</td>
			<td style="width:112px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:171px;">54-104</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Materials for RING-like Assay:</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:395px;">ImageJ software</td>
			<td style="width:112px;">NIH</td>
			<td style="width:171px;">https://imagej.nih.gov/ij/</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">1 cM graph paper or drawn grid (at least 20 cM by 30 cM)</td>
			<td style="width:112px;">various</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:395px;">digital camera with timer or smart phone with camera timer app</td>
			<td style="width:112px;">various</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Materials for Triglyceride Assay:</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dewar Flask</td>
			<td style="width:112px;">VWR</td>
			<td>14200-960</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Serum Triglyceride Determination Kit</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>TRO100</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cordless Pestle Motor</td>
			<td>VWR</td>
			<td>47747-370</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Pestles</td>
			<td>VWR</td>
			<td>47747-358</td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the treadwheel: interval training protocol for gently induced exercise in drosophila melanogaster

De incidentie van complexe metabole ziekten is toegenomen als gevolg van een wijdverbreide overgang naar levensstijlen van verhoogde calorie-inname en verlaagde activiteitenniveaus. Deze multifactoriële ziekten ontstaan uit een combinatie van genetische, milieu- en gedrags-factoren. Een dergelijke complexe ziekte is metabool syndroom (MetS), die een cluster van metabole aandoeningen is, zoals hypertensie, hyperglycemie en abdominale obesitas. Lichaamsbeweging en dieet zijn de primaire behandelingen aanbevolen door artsen ter vermindering van obesitas en haar latere metabole ziekten. Oefening interventies, met name aërobe interval training, stimuleert gunstige veranderingen in de gemeenschappelijke risicofactoren voor Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM), cardiovasculaire ziekte (CVD) en andere voorwaarden. Met de toestroom van bewijs heeft beschrijven de uitoefening van het therapeutisch effect op metabole gezondheid, tot vaststelling van een systeem dat modellen in een gecontroleerde omgeving uitoefenen biedt een waardevol instrument voor de beoordeling van de effecten van lichaamsbeweging in een experimentele context. Drosophila melanogaster is een geweldig hulpmiddel voor het onderzoeken van de fysiologische en moleculaire veranderingen die uit de interventie van de oefening voortvloeien. De vliegen hebben korte levensduur en soortgelijke mechanismen van voedingsstoffen in vergelijking met mensen hen te metaboliseren. Om te induceren oefening in Drosophila, ontwikkelden we een machine genaamd de tredmolen, die gebruik van de vlieg aangeboren, negatieve geotaxis neiging maakt ertoe voorzichtig klimmen. Dit kan onderzoekers voor het uitvoeren van experimenten op grote cohorten van genetisch divers vliegen om het genotype-door-milieu-interacties die ten grondslag liggen aan de gevolgen van oefening voor metabole gezondheid beter te begrijpen.

We zijn vooral geïnteresseerd in het identificeren van de factoren die aan de totale metabole gezondheid van een individu bijdragen. Eerder bleek dat genotype-door-dieet interacties een wezenlijke bijdrage aan bevolking niveau variatie in metabolische traits14 leveren. Dit betekent dat elke genotype op milieu verschillen in een unieke en complexe wijze reageert. Om uit te breiden ons werk op genotype-door-milieu effecten op te nemen van lichaamsbeweging, ontwikkelden we de tredmolen, die is in staat om een groot aantal genotypen op aërobe interval training (AIT) in een high-throughput wijze bloot.
Om vast te stellen of oefening op de TW beïnvloed metabole traits, we gemeten triglyceride opslag in Oregon-R (OreR) en y1w1 vliegt, gemeenschappelijke wildtype vliegen (Figuur 2B – C), en deze waarden tegen de vliegen genormaliseerd eiwitconcentratie, zoals oorspronkelijk gemeld in Mendez et al. 11. wij de gegevens geanalyseerd door multivariate variantie-analyse (MANOVA) boekhouding voor genotype, seks, oefenen behandeling (en hun interacties) en experimentele blok effecten zoals tijd wordt gerepliceerd en voedsel ampul en vond dat er een aanzienlijke genotype-door-oefening interactie (p = 0.0017) op het gebied van triglyceride-opslag. Er was een significante seksuele dimorphic effect tussen mannen en vrouwen, met mannen meer triglyceriden dan vrouwtjes (p < 0.0001) op te slaan. We zagen dat bij vrouwtjes, uitgeoefende vliegen aanzienlijk lager triglyceridenspiegels dan hun unexercised tegenhangers hadden (Figuur 2B, p < 0.0001). Bij de mannen, terwijl de afname van de triglyceride opslag waargenomen in Oregon-R uitgeoefend vliegen (in vergelijking met besturingselementen) was niet statistisch significant, een significant verschil in triglyceride-opslag werd waargenomen tussen de twee afzonderlijke lijnen (figuur 2C, p < 0.0001). Terwijl het standaardiseren van triglyceride concentratie tegen de eiwitconcentratie inzicht op algemene vlieg lichaam samenstelling ratio's biedt, vergelijking van directe triglyceride of eiwit concentratie tussen verschillende groepen van vliegen kan ook bieden dat specifieke informatie over het effect van oefening op deze fenotypen individueel.
Omdat variabelen zoals volwassen oefening, geslacht, en genotype staan bij triglyceride opslag, werd verwacht dat deze factoren ook invloed op andere fenotypes en interactie met dieet. Larven van een representatieve wildtype Drosophila genetische paneel Referentie lijn (DGRP-153)25 op ofwel een hoog vet of normaal dieet en geïnduceerde oefening in volwassen vliegen verwekten Wij gedurende één week(Figuur 2). Vervolgens hebben we uitgevoerd een RING-achtige negatieve geotaxis-test om te klimmen vermogen meten. De klimmen assay gebruikt verschilde van een standaard RING test; in plaats van een RING-apparaat, flesjes met paraffine film die betrekking hebben op de openingen werden gebruikt om huis vliegt tijdens de test. Andere aspecten van de originele RING assay, zoals tijd tussen te tikken op de vliegen naar de onderkant van de flacon en het nemen van de foto, werden ingehouden22.
Alle behandelingen zijn aparte driemaal met een minimum van 59 individuele vliegen per tijd repliceren en de behandeling herhaald. Data werd geanalyseerd door MANOVA boekhouding voor dieet, genotype, sex, behandeling (en hun interacties), evenals experimentele blok effecten tijd repliceren, of assay flacon, injectieflacon assay repliceren. We vonden dat de uitgeoefende vrouwtjes aanzienlijk hoger geklommen (p < 0.005) wanneer gefokt op de hoog vet dieet dan om het even welk van de andere vrouwelijke behandelingen (Figuur 2D). Voor de mannen, werd het gezien dat de oefening alleen verbeterd klimmen wanneer mannetjes zijn gerezen op de normale voeding, en die aan de orde gesteld op de hoog vet dieet toonde geen significante verandering(Figuur 2). We vonden ook aanzienlijke seksueel dimorphic effecten (p < 0.0001) in klimmen met mannen klimmen hoger dan vrouwtjes. De verrassende uitslag van een afname van de prestaties na oefening voor vrouwen uit de DGRP 153-lijn (Figuur 2D) voor vrouwen een normaal dieet consumeren klimmen (p < 0.0001) is een voorbeeld van hoe dit soort oefening niet mogelijk een uniform positieve interventie voor alle genotypen en zou andere milieu-factoren afhankelijk. In Mendez et al. 11, vrouwtjes van vier andere genetische lijnen getest voor hun klimmen prestaties na heeft opgeheven op een normaal dieet al toonde verbeterde klimmen vermogen met oefening training. Dit suggereert dat de respons waargenomen in DGRP 153 genotype-specifiek en niet een algemene eigenschap van de TW oefening behandeling. De variabiliteit reactie over seks, dieet en oefening behandelgroepen geeft aan dat er aanzienlijke seks-door-dieet-door-oefening interacties die het klimmen vermogen van de lijn beïnvloedt (p < 0.0001).
Samen genomen, de resultaten wijzen erop dat de gevolgen van oefening op een volwassen vlieg metabole gezondheid een functie van de seks, genotype en larvale dieet kan zijn. De fenotypische variatie waargenomen in reactie op genotype, omgevingsvariabelen (bijv, dieet en lichaamsbeweging), en seks is ook waargenomen in andere studies11,12,14,15. Aldus, kunnen de TW en Drosophila een krachtige strategie voor het verhelderen van de factoren van het genetische en omgevingsfactoren vormgeven van metabole gezondheid.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig1.jpg"> Figuur 1 : De tredmolen oefening machine. (A) de machine heeft 48 flesjes en heeft een instelbare snelheid-functie. Hier werden experimenten uitgevoerd op 4 toeren per minuut. (B) afzonderlijke voedsel flesjes met de experimentele vliegen werden beet in haakjes gekoppeld aan een draaiende as. (C) de afstand tussen de flacon plug en voedsel was 6 cm voor oefening flesjes en 1 cm voor controle flesjes. De flesjes werden vervolgens geplaatst op de machine voor oefening. (D) de 5 daagse omgekeerde piramide uitoefening regime werd gebruikt voor het uitoefenen van volwassen vliegen. Elke dag een extra vijf minuten werd toegevoegd aan een van de oefening bouts aan de trainingsintensiteit incrementeel, oprit die modellen van uithoudingsvermogen, intervaltraining. Dit cijfer is gewijzigd van Mendez et al. 11. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig2.jpg"> Figuur 2 : Visuele methoden en representatieve resultaten. (A) methoden voor het testen van larvale dieet en volwassen oefening interactie-effecten. Larven werden opgevoed op hoge vet of normaal laboratorium dieet en overgeschakeld naar normale voedsel op eclosion. Volwassen vliegen werden gescheiden door geslacht, in experimentele groepen ingedeeld en uitgeoefend gedurende vijf opeenvolgende dagen. Daarna een RING-achtige negatieve geotaxis klimmen assay werd uitgevoerd, en vliegen voor triglyceride metingen werden bevroren. Representatieve triglyceride gegevens worden weergegeven voor twee genetische lijnen, Oregon R en y1w1 voor vrouwtjes (B) en (C) mannen. Alle vliegen werden gefokt op een normale dieet en uitgeoefend in de volwassenheid. Niveaus met verschillende letters zijn beduidend verschillend (p < 0.05) met behulp van een post hoc Student t-test. Dit cijfer bevat een subset van gegevens gerapporteerd in Mendez et al. 11. representatieve klimmen gegevens worden weergegeven voor de regel DGRP 153 voor (D) vrouwen en (E) mannen. Elk punt geeft de gemiddelde klimmen prestaties van 232 of meer individuen over drie onafhankelijke tijd punten. Foutbalken geven een standaardfout. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Supplemental Figure 1" src="/files/ftp_upload/57788/57788supfig1.jpg"> Aanvullende figuur 1: een gedetailleerde schema van de tredmolen. (A)-Diagram van de dubbele flacon klem structuur gebruikt om flesjes hechten aan de machine. (B) Binnenaanzicht van roterende aandrijving van de machine. (C) parallelle projectie van de voorzijde van de machine. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788supfig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
Aanvullende codebestand: TreadWheel.skp <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/TreadWheel.skp" target="_blank">Klik hier om dit bestand te downloaden.</a>

Watch this Scientific Journal Video about The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster at JoVE.com

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

De tredmolen maakt gebruik van roterende beweging ertoe voorzichtig oefening in volwassen Drosophila melanogaster aanzetten door te profiteren van vliegen aangeboren, negatieve geotaxis. Het staat voor de analyse van de interacties tussen de uitoefening en factoren, zoals genotype, geslacht, dieet en hun effect op de fysiologische en moleculaire tests te beoordelen van metabole gezondheid.

De tredmolen: Interval Training Protocol voor zachtjes geïnduceerde oefening bij Drosophila melanogaster

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

Research

JoVE Journal

Genetics

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

Analysis of the Ambient Particulate Matter-induced Chromosomal Aberrations Using an In Vitro System

Analysis of the Ambient Particulate Matter-induced Chromosomal Aberrations Using an In Vitro System

Analyse van de Ambient Particulate Matter-geïnduceerde chromosomale afwijkingen met behulp van een<em&gt; In Vitro</em&gt; Systeem

Exposure to particulate matter (PM) is a major world health concern, which may damage various cellular components, including the nuclear genetic material. ...

Quantifying Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster

Quantifying Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster

Kwantificering van buikpigmentatie in<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

Hoog vet dieet voeding en High Throughput triglyceride test bij 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 ...

Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) Protocol for Low-abundance Embryonic Samples

Chromatin Immunoprecipitation ChIP Protocol for Low-abundance Embryonic Samples

Chromatine Immunoprecipitation (ChIP) Protocol voor lage-overvloed embryonale monsters

Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is a widely-used technique for mapping the localization of post-translationally modified histones, histone variants, ...

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

Hoge resolutie fluorescentie In Situ hybridisatie in Drosophila embryo's en weefsels met behulp van Tyramide signaal versterking

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 ...

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

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

Meten van oefening niveaus bij Drosophila melanogaster met behulp van de roterende oefening kwantificering (systeemvereisten)

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

Purification of Low-abundant Cells in the Drosophila Visual System

Zuivering van Low-overvloedig cellen in het visuele systeem van Drosophila

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

Using In Vitro and In-cell SHAPE to Investigate Small Molecule Induced Pre-mRNA Structural Changes

Met behulp van In Vitro en In cel vorm te onderzoeken klein molecuul veroorzaakte structurele veranderingen van de Pre-mRNA

In the process of drug development of RNA-targeting small molecules, elucidating the structural changes upon their interactions with target RNA sequences ...

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 genetisch scherm naar voren om nieuwe neuroprotectieve genen in Drosophila melanogaster te identificeren

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

A FACS-based Protocol to Isolate RNA from the Secondary Cells of Drosophila Male Accessory Glands

A FACS-based Protocol to Isolate RNA from the Secondary Cells of Drosophila Male Accessory Glands

Een op FACS gebaseerd protocol om RNA te isoleren van de secundaire cellen van de mannelijke Accessoireklieren van Drosophila

To understand the function of an organ, it is often useful to understand the role of its constituent cell populations. Unfortunately, the rarity of ...