Name: a simple technique to assay locomotor activity in drosophila
Uploaded: 2023-02-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af en særlig lanceringsfond fra Soochow University og National Science Foundation of China (NSFC) (82171414). Vi takker professor Chunfeng Lius laboratoriemedlemmer for deres diskussion og kommentarer.

W1118 voksne fluer og tredje stjernelarver blev brugt til denne undersøgelse.
1. Eksperimentel forberedelse
BEMÆRK: En åben arena til Drosophila bevægelsessporing er lavet meden farveløs og lugtfri silicagel.
<ol><li>Bland reagens A og reagens B i forholdet 1:10 i henhold til producentens anvisninger for silicasættet (se materialetabellen). Sørg for, at natriumbicarbonat tilsættes til blandinge...

<ol>
	<li>Ham, S. 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=Loss+of+UCHL1+rescues+the+defects+related+to+Parkinson's+disease+by+suppressing+glycolysis.">Loss of UCHL1 rescues the defects related to Parkinson's disease by suppressing glycolysis.</a> Science Advances. 7 (28), (2021).</li><li>Algarve, T. D., Assmann, C. E., Aigaki, T., da Cruz, I. B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parental+and+preimaginal+exposure+to+methylmercury+disrupts+locomotor+activity+and+circadian+rhythm+of+adult+Drosophila+melanogaster.">Parental and preimaginal exposure to methylmercury disrupts locomotor activity and circadian rhythm of adult Drosophila melanogaster.</a> Drug and Chemical Toxicology. 43 (3), 255-265 (2020).</li><li>Jones, M. A., 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=Drosophila+as+a+model+for+age-related+impairment+in+locomotor+and+other+behaviors.">Drosophila as a model for age-related impairment in locomotor and other behaviors.</a> Experimental Gerontology. 46 (5), 320-325 (2011).</li><li>Yamaguchi, M., Yoshida, H. <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+organism.">Drosophila as a model organism.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 1076, 1-10 (2018).</li><li>Rothenfluh, A., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drugs,+files,+and+videotape:+the+effects+of+ethanol+and+cocaine+on+Drosophila+locomotion.">Drugs, files, and videotape: the effects of ethanol and cocaine on Drosophila locomotion.</a> Current Opinion in Neurobiology. 12 (6), 639-645 (2002).</li><li>Tsuda, L., Lim, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alzheimer's+disease+model+system+using+Drosophila.">Alzheimer's disease model system using Drosophila.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 1076, 25-40 (2018).</li><li>Dung, V. M., Thao, D. T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkinson's+disease+model.">Parkinson's disease model.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 1076, 41-61 (2018).</li><li>Liguori, F., Amadio, S., Volonte, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fly+for+ALS:+Drosophila+modeling+on+the+route+to+amyotrophic+lateral+sclerosis+modifiers.">Fly for ALS: Drosophila modeling on the route to amyotrophic lateral sclerosis modifiers.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 78 (17-18), 6143-6160 (2021).</li><li>Cao, 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=An+automated+rapid+iterative+negative+geotaxis+assay+for+analyzing+adult+climbing+behavior+in+a+Drosophila+model+of+neurodegeneration.">An automated rapid iterative negative geotaxis assay for analyzing adult climbing behavior in a Drosophila model of neurodegeneration.</a> Journal of Visualized Experiments. (127), 56507 (2017).</li><li>Eidhof, I., 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=High-throughput+analysis+of+locomotor+behavior+in+the+Drosophila+island+assay.">High-throughput analysis of locomotor behavior in the Drosophila island assay.</a> Journal of Visualized Experiments. (129), 55892 (2017).</li><li>Scaplen, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+real-time+quantification+of+group+locomotor+activity+in+Drosophila+melanogaster.">Automated real-time quantification of group locomotor activity in Drosophila melanogaster.</a> Scientific Reports. 9 (1), 4427 (2019).</li><li>Werkhoven, Z., Rohrsen, C., Qin, C., Brembs, B., de Bivort, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MARGO+(Massively+Automated+Real-time+GUI+for+Object-tracking),+a+platform+for+high-throughput+ethology.">MARGO (Massively Automated Real-time GUI for Object-tracking), a platform for high-throughput ethology.</a> PLoS One. 14 (11), e0224243 (2019).</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> Experimental Gerontology. 40 (5), 386-395 (2005).</li><li>Cichewicz, K., Hirsh, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ShinyR-DAM:+a+program+analyzing+Drosophila+activity,+sleep+and+circadian+rhythms.">ShinyR-DAM: a program analyzing Drosophila activity, sleep and circadian rhythms.</a> Communications Biology. 1, 25 (2018).</li><li>McParland, A. L., Follansbee, T. L., Ganter, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+larval+activity+in+the+Drosophila+activity+monitor.">Measurement of larval activity in the Drosophila activity monitor.</a> Journal of Visualized Experiments. 98, e52684 (2015).</li><li>Walter, T., Couzin, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRex,+a+fast+multi-animal+tracking+system+with+markerless+identification,+and+2D+estimation+of+posture+and+visual+fields.">TRex, a fast multi-animal tracking system with markerless identification, and 2D estimation of posture and visual fields.</a> eLife. 10, (2021).</li><li>Maia Chagas, A., Prieto-Godino, L. L., Arrenberg, A. B., Baden, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+&#8364;100+lab:+A+3D-printable+open-source+platform+for+fluorescence+microscopy,+optogenetics,+and+accurate+temperature+control+during+behaviour+of+zebrafish,+Drosophila,+and+Caenorhabditis+elegans.">The &#8364;100 lab: A 3D-printable open-source platform for fluorescence microscopy, optogenetics, and accurate temperature control during behaviour of zebrafish, Drosophila, and Caenorhabditis elegans.</a> PLoS Biology. 15 (7), e2002702 (2017).</li><li>Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+assay+Drosophila+behavior.">Methods to assay Drosophila behavior.</a> Journal of Visualized Experiments. (61), (2012).</li><li>Xiao, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+assay+the+behavior+of+Drosophila+melanogaster+for+toxicity+study.">Methods to assay the behavior of Drosophila melanogaster for toxicity study.</a> Methods in Molecular Biology. 2326, 47-54 (2021).</li><li>Schindelin, 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=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Johnson, M. E., Bobrovskaya, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+update+on+the+rotenone+models+of+Parkinson's+disease:+their+ability+to+reproduce+the+features+of+clinical+disease+and+model+gene-environment+interactions.">An update on the rotenone models of Parkinson's disease: their ability to reproduce the features of clinical disease and model gene-environment interactions.</a> Neurotoxicology. 46, 101-116 (2015).</li><li>Coulom, H., Birman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+exposure+to+rotenone+models+sporadic+Parkinson's+disease+in+Drosophila+melanogaster.">Chronic exposure to rotenone models sporadic Parkinson's disease in Drosophila melanogaster.</a> The Journal of Neuroscience. 24 (48), 10993-10998 (2004).</li><li>Kumar, P. P., Bawani, S. S., Anandhi, D. U., Prashanth, K. V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rotenone+mediated+developmental+toxicity+in+Drosophila+melanogaster.">Rotenone mediated developmental toxicity in Drosophila melanogaster.</a> Environmental Toxicology and Pharmacology. 93, 103892 (2022).</li><li>Gulyas, M., Bencsik, N., Pusztai, S., Liliom, H., Schlett, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AnimalTracker:+an+ImageJ-based+tracking+API+to+create+a+customized+behaviour+analyser+program.">AnimalTracker: an ImageJ-based tracking API to create a customized behaviour analyser program.</a> Neuroinformatics. 14 (4), 479-481 (2016).</li><li>Qu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EasyFlyTracker:+a+simple+video+tracking+Python+package+for+analyzing+adult+Drosophila+locomotor+and+sleep+activity+to+facilitate+revealing+the+effect+of+psychiatric+drugs.">EasyFlyTracker: a simple video tracking Python package for analyzing adult Drosophila locomotor and sleep activity to facilitate revealing the effect of psychiatric drugs.</a> Frontiers in Behavioral Neuroscience. 15, 809665 (2022).</li><li>Yarwais, Z. H., Najmalddin, H. O., Omar, Z. J., Mohammed, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+data+collection+of+Drosophila+movement+behaviour+assays+using+computer+vision+in+Python.">Automated data collection of Drosophila movement behaviour assays using computer vision in Python.</a> International Journal of Innovative Approaches in Science Research. 4 (1), 15-22 (2020).</li></ol>

Vi har designet en metode, baseret på open source-materialet AnimalTracker API, der er kompatibelt med Fiji-billedbehandlingsprogrammet, der kan gøre det muligt for forskere systematisk at evaluere bevægelsesaktivitet ved at spore både voksne og individuelle larvefluer. AnimalTracke er et værktøj skrevet i Java, der nemt kan integreres i eksisterende databaser eller andre værktøjer for at lette analysen af applikationsdesignet dyresporingsadfærd24. Efter en ramme-for-ram...

Drosophila melanogaster giver en fremragende modelorganisme til undersøgelse af cellulære og molekylære funktioner i neuronale sygdomsmodeller skabt af genmodifikation1, lægemiddelbehandling2 og ældning3. Den høje bevarelse af biologiske veje, fysiske egenskaber og sygdomsassocierede homologgener mellem mennesker og Drosophila gør frugtfluen til en ideel efterligning fra molekylært til adfærdsmæssigt niveau4. I mange sygdomsmodeller er adfærdsmæssig mangel et vigtigt indeks, der giver en nyttig model for forskellige humane neuropatier 5,6. Drosophila bruges nu til at studere flere menneskelige sygdomme, neuroudvikling og neurodegenerative sygdomme såsom Parkinsons sygdom og amyotrofisk lateral sklerose 7,8. Påvisning af sygdomsmodellernes motoriske evne er afgørende for at forstå de patogene fremskridt og kan give en fænotypisk korrelation til de molekylære mekanismer, der ligger til grund for sygdomsprocessen.
For nylig er kommercielt tilgængelige softwareværktøjer og omkostningseffektive programmer blevet udviklet til Drosophila lokomotoriske detektionsstrategier, såsom high-throughput test i grupperede fluer9,10 og måling af bevægelse i realtid11,12. En sådan konventionel tilgang er hurtig interaktiv negativ geotaxis (RING), også kaldet klatreassayet, som inkluderer flere kanaler, der gør det muligt at indeholde en stor fluepopulation med samme køn og alder, hvilket reducerer variationen, mens dataindsamling 9,13. En anden præ-testmetode til analyse af lokomotorisk adfærd er TriKinetics Drosophila aktivitetsmonitor (DAM), en enhed, der bruger flere stråler til at detektere flueaktivitetsbevægelse i et tyndt glasrør14. Enheden registrerer position kontinuerligt, hvilket repræsenterer automatiseret bevægelse ved at beregne strålekrydsningerne for at studere fluernes aktivitet og døgnrytme over en længere periode15. Selvom disse metoder har været meget udbredt til analyse af adfærdsfejl i bananfluer for at bestemme ændringer i adfærdsmæssig bevægelse, kræver de altid specielt testudstyr eller komplekse analyseprocesser og begrænser deres anvendelse i nogle modeller med en begrænset, enkel enhed. Dyresporingsgruppebaserede strategier til test af den voksne Drosophila, såsom FlyGrAM11 og Drosophila-øanalysen 10, implementerer social rekruttering og individuel sporing i et foruddefineret område. Ikke desto mindre kan sociale individuelle begrænsninger i trodsede områder have en negativ indvirkning på identifikationer på billederne, forårsaget af kollision eller overlapning af fluer. Selvom nogle open source-materialebaserede metoder, såsom TRex16, MARGO 12 og FlyPi17, har en nødsituation, kan de hurtigt spore fluerne med fleksibel brug i adfærdstest. Disse testmetoder er forbundet med udførlige eksperimentelle apparatinstallationer, specielle softwarekrav eller professionelle computersprog. For larver er måling af den samlede tilbagelagte afstand over antallet af gittergrænselinjer pr. tidsenhed18 eller grov tælling af kropsvægskontraktionerne for individermanuelt 19 de fremherskende metoder til vurdering af deres bevægelsesevne. På grund af manglende præcision i udstyr eller enheder og analysemetoder kan nogle adfærdsmæssige bevægelser af larver undslippe detektion, hvilket gør det vanskeligt at nøjagtigt vurdere adfærdsmæssig bevægelse, især fin bevægelse15.
Den nuværende udviklede metode anvender AnimalTracker applikationsprogrammeringsgrænsefladen (API), kompatibel med Fiji (ImageJ) billedbehandlingsprogrammet, til systematisk at evaluere bevægelsesaktiviteten hos både voksne og larvefluer ved at analysere deres sporingsadfærd fra high-definition (HD) videoer. Fiji er en open source-software ImageJ-distribution, der kan kombinere robuste softwarebiblioteker med adskillige scriptsprog, hvilket resulterer i hurtig prototyping af billedbehandlingsalgoritmer, hvilket gør det populært blandt biologer for dets billedanalysefunktioner20. I den nuværende tilgang udnyttes Fijis integration i AnimalTracker API til at udvikle et unikt Drosophila-adfærdsassay med personlig algoritmeindsættelse og giver et nyttigt trin til detaljeret dokumentation og tutorials til understøttelse af robuste analytiske evner i lokomotorisk adfærd (figur 1). For at omgå komplikationen af objektive identifikationer i billederne forårsaget af kollision eller overlapning af fluer er hver arena begrænset til kun at være vært for en flue. Efter vurdering af sporingspræcisionen af tilgangen blev den implementeret for at spore og kvantificere de lokomotoriske bevægelser af Drosophila , der blev administreret med det giftige lægemiddel rotenon, som generelt bruges til dyremodeller af Parkinsons sygdom, hvilket i sidste ende opdagede bevægelsesforringelse i lægemiddelbehandlingen21. Denne metode, der anvender open source og fri software, kræver ikke dyre instrumentering, og kan præcist og reproducerbart analysere Drosophila adfærdsmæssig bevægelse.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Animal tracker</td>
			<td>Hungarian Brain Research Program</td>
			<td>version: 1.7</td>
			<td>pfficial website: http://animaltracker.elte.hu/main/downloads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera software</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>version: 2021.105.10.0</td>
			<td>built-in windows 10 system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td>DELL</td>
			<td>Vostro-14-5480</td>
			<td>a comupter running win 10 system is available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drosophila carbon dioxide anesthesia workstation</td>
			<td>Wu han Yihong technology</td>
			<td>#YHDFPCO2-018</td>
			<td>official website: http://www.yhkjwh.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiji software</td>
			<td>Fiji team</td>
			<td>version: 1.53v</td>
			<td>official website: https://fiji.sc/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Format factory software</td>
			<td>Pcfreetime</td>
			<td>version: X64 5.4.5</td>
			<td>official website: http://www.pcfreetime.com/formatfactory/CN/index.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graph pad prism</td>
			<td>GraphPad Software</td>
			<td>version: 8.0.2</td>
			<td>official website: https://www.graphpad-prism.cn</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hight definition camera</td>
			<td>TTQ</td>
			<td>Jingwang2 (HD1080P F1.6 6-60mm)</td>
			<td>official website: http://www.ttq100.com/product_show.php?id=35</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Office software</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>version: office 2019</td>
			<td>official website: https://www.microsoftstore.com.cn/software/office</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>Bkman</td>
			<td>110301003</td>
			<td>size: 60 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel</td>
			<td>DOW</td>
			<td>SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit</td>
			<td>Mix well according to the instructions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Macklin</td>
			<td>#144-55-8</td>
			<td>Mix well with silica gel</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple technique to assay locomotor activity in drosophila

Drosophila melanogaster er en ideel modelorganisme til at studere forskellige sygdomme på grund af dens overflod af avancerede genetiske manipulationsteknikker og forskellige adfærdsmæssige træk. Identifikation af adfærdsmangel i dyremodeller er et afgørende mål for sygdommens sværhedsgrad, for eksempel i neurodegenerative sygdomme, hvor patienter ofte oplever forringelser i motorisk funktion. Men med tilgængeligheden af forskellige systemer til at spore og vurdere motoriske underskud i fluemodeller, såsom lægemiddelbehandlede eller transgene individer, mangler der stadig et økonomisk og brugervenligt system til præcis evaluering fra flere vinkler. En metode baseret på AnimalTracker applikationsprogrammeringsgrænsefladen (API) udvikles her, som er kompatibel med Fiji-billedbehandlingsprogrammet, til systematisk at evaluere bevægelsesaktiviteterne hos både voksne og larveindivider fra optaget video, hvilket muliggør analyse af deres sporingsadfærd. Denne metode kræver kun et high-definition kamera og en computer perifer hardware integration til at registrere og analysere adfærd, hvilket gør det til en overkommelig og effektiv tilgang til screening af fluemodeller med transgene eller miljømæssige adfærdsmæssige mangler. Eksempler på adfærdstest med farmakologisk behandlede fluer gives for at vise, hvordan teknikkerne kan detektere adfærdsændringer hos både voksne fluer og larver på en meget gentagelig måde.

I denne undersøgelse blev lokomotoriske underskud hos voksne fluer og tredje stjernelarver behandlet med rotenon undersøgt og sammenlignet i deres motoriske aktivitet med en kontrolflue fodret med lægemidlet opløsningsmiddel dimethylsulfoxid (DMSO). Behandling med rotenon i Drosophila har vist sig at forårsage dopaminerge neuron tab i hjernen22 og føre til betydelige lokomotoriske underskud23. Som vist i figur 11 og figur 12 har ...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila at JoVE.com

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

Denne protokol vurderer Drosophilas lokomotoriske aktivitet ved at spore og analysere fluernes bevægelse i en håndlavet arena ved hjælp af open source-software Fiji, kompatibel med plugins til at segmentere pixels i hver ramme baseret på high-definition videooptagelse for at beregne parametre for hastighed, afstand osv.

En simpel teknik til at analysere lokomotorisk aktivitet i Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and ...

Metoden er baseret på open source-software til systematisk at evaluere de lokale motoriske aktiviteter til sporing af voksnes og larvernes fluer fra optaget video. Denne metode kræver billig enhedsintegration for at registrere og analysere adfærd, hvilket gør det til en overkommelig og effektiv tilgang til screening af fluebevægelse. Denne teknologi anvendes til at identificere adfærdsmodifikation i en fluemodel af menneskelig sygdom med lokal bevægelsesnedsættelse, men den er ikke egnet til behandling af sygdom, handicap eller vanskeligheder.Det er vigtigt at rydde det relevante videovindue under analyseprocessen, nemlig original- og behandlingsvideovinduet. Til at begynde med blandes reagens A og reagens B af silicasættet i et forhold på en til 10 i henhold til producentens anvisninger for at forberede den åbne feltarena til drosophila bevægelsessporing. Indstil derefter HD-kameraet på et stativ, og juster det, så kameralinsen er vinkelret på overfladen af silicaarenaen.Åbn derefter videoen med Fiji. Træk statuslinjen til den oprindelige ramme, og godkend stiltiende. Vælg hele fluens krop ved hjælp af frihåndsvalgsværktøjet.Klik på billede, juster og lysstyrke og kontrast for at justere hvidbalancen, indtil den grå værdi af det valgte område nærmer sig den brede baggrund. Overfør den bedøvede flue til den åbne feltarena. Når fluen er kommet sig efter bedøvelsen, skal du sætte arenaskålen med fluen under kameraet og ryste den hurtigt fra side til side for at sikre, at fluen er i bevægelse, når optagelsen begynder.Tryk på optageknappen på kameraapplikationen for at starte videooptagelse. Når optagelsen er afsluttet, skal du trykke på stopknappen for at afslutte videooptagelsen. Konverter de optagede videoer til AVI-format med MJ hedensk kodning, så de kan åbnes og analyseres ved hjælp af Fiji.Indstil også billederne pr. sekund af videoen til 15 fps for voksne fluer og 12 fps for larver. For at åbne videoen med Fiji skal du vælge de to muligheder, bruge virtuel stak og konvertere til gråskala i pop op-vinduet. Få et behandlingsvindue ved hjælp af værktøjet Indstil aktivt billede i plugin'et til sporing af dyr, og opret et sporingsområde, der cirkler arenaen i det originale videovindue ved hjælp af det ovale værktøj.Indstil filtrene og parametrene for de to filtre for den første tomme ramme i behandlingsvinduet. Vælg derefter den næste ramme i det originale videovindue, og vælg den filtrerede overflade i behandlingsvinduet. Når et filtreret behandlingsvindue er valgt, skal du bruge værktøjet Indstil tærskel til at dreje kanalfluen med en rød profil, der er dækket af behandlingsvinduet.Brug derefter den indstillede blobdetektor til at lade computeren genkende fluen med en rød profil, der er dækket af behandlingsvinduet. Indstil den sidste ramme for den voksne flue eller larver, som beskrevet i tekstmanuskriptet. Brug værktøjet Vis blobs til at præsentere et sporingsrektangel i det oprindelige videovindue.Start sporingen, og eksportér sporingsfilen, når overvågningen er fuldført. Indlæs spor- og zonefilerne ved hjælp af plugin'et til dyresporing og sporingsanalysator. Vælg det ønskede indeks ved hjælp af zoneindstillinger, og skift parameterindstillingerne.Beregn tidspunktet for billedintervallet ved hjælp af billedhastigheden. Fremstil de kvantitative analysediagrammer ved hjælp af regnearkssoftware og grafblokprisme efter analyse i sporingsanalysatoren. Åbn sporfilen.Kopier alle koordinater til Microsoft Office Excel, og opdel cellerne ved hjælp af mellemrumstasten. Hvis du vil beregne immobilitetstiden pr. rammeinterval, skal du markere alle beregnede resultater og indsætte et søjlediagram for visuelt at vise immobilitetstiden med margenen for hele søjlediagrammet. For at illustrere ændringerne i retningsvinklen skal du vælge alle beregnede resultater og indsætte et spredningsdiagram.Voksne fluer og tredje Instar-larver, behandlet med Rotenone, havde betydelige bevægelsesunderskud sammenlignet med kontrolfluer, fodret med opløsningsmiddel DMSO. Kvantitativ analyse af Rotenon-behandlingen hos voksne fluer viste et signifikant fald i den tilbagelagte afstand og gennemsnitshastigheden. Og en betydelig stigning i immobilitetstiden.Repræsentative grafer viste færre toppe for bevægelseshastigheden pr. rammeinterval hos fluer fodret med Rotenone sammenlignet med dem i kontrollen, hvilket indikerer sværhedsgraden af bevægelsesaktivitetsunderskuddet. Den institutionistiske immobilitetskolonne med bevægede pixels pr. ramme viste også signifikant mindre bevægelse inden for et minut for Rotenone-fodrede fluer sammenlignet med kontrolfluerne. Repræsentative grafer, der illustrerer bevægelsesvinklen for retningsændringer i Rotenone fodret, og kontroldyr afslørede også ændringer i den retning, fluer valgte.Lignende resultater blev observeret for de tredje Instar-larver. Resultaterne afslørede, at adfærdsbevægelsen af sporingslarver fodret med Rotenone var signifikant svækket sammenlignet med kontrollen. Det mest afgørende trin i analyseprocessen er at danne den første af tomme rammer, da det beviser, om softwaren kan kontrollere effektivt.Denne teknologi kan give forskere mulighed for at dykke dybere ned i den underliggende mekanisme for flere defekter, såsom nerve- eller muskelskade.

Research

JoVE Journal

Behavior

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

Mus kort og lang sigt motorisk aktivitet Analyzed by Video Tracking Software

Locomotor  activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice  and other rodents. Improvements in video tracking software ...

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

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

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

Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases

Adfærdsmæssige og Locomotor målinger ved hjælp af en åben mark Aktivitet Monitoring System for skeletmuskel Sygdomme

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing ...

Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice

Anvendelse af Open Field Maze til Mål Lokomotorisk og Angst-lignende opførsel i mus

Animal models have proven to be invaluable to researchers trying to answer questions regarding the mechanisms of behavior. The Open Field Maze is one of ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Den løbebånd Træthed Test: En enkel, High-throughput Assay af Træthed-lignende adfærd for musen

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Ved hjælp af en Split-bælte løbebånd at evaluere generalisering af menneskelige bevægeapparatet tilpasning

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

A Method to Test the Effect of Environmental Cues on Mating Behavior in Drosophila melanogaster

A Method to Test the Effect of Environmental Cues on Mating Behavior in Drosophila melanogaster

En metode til at teste effekten af ​​miljøvinkler på parringsadfærd i<em&gt; Drosophila melanogaster</em

An individual's sexual drive is influenced by genotype, experience and environmental conditions. How these factors interact to modulate sexual behaviors ...

A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

En beregningsudstyr til at kvantificere flyve døgnrytmen aktivitet

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

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

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

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

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

A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

En enkel og billig analyse til måling af Ambulation i musemodeller af Muskelsvindfonden

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation ...