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

Bu çalışma, Soochow Üniversitesi ve Çin Ulusal Bilim Vakfı'ndan (NSFC) (82171414) özel bir lansman fonu tarafından desteklendi. Prof. Chunfeng Liu'nun laboratuvar üyelerine tartışmaları ve yorumları için teşekkür ederiz.

Bu çalışmada W1118 yetişkin sinek ve üçüncü instar larvaları kullanılmıştır.
1. Deneysel hazırlık
NOT: Drosophila hareket takibi için açık alan arenası, renksiz ve kokusuz silika jel ile yapılır.
<ol><li>Reaktif A ve reaktif B'yi, üreticinin silika kiti için talimatlarına göre 1:10 oranında karıştırın ( bkz. Renk beyaza dönene kadar karıştırarak karışıma sodyum bika...

<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>

Fiji görüntü işleme programı ile uyumlu açık kaynaklı materyal AnimalTracker API'sine dayanarak, araştırmacıların hem yetişkin hem de bireysel larva sineklerini izleyerek lokomotor aktivitesini sistematik olarak değerlendirmelerini sağlayabilecek bir yöntem tasarladık. AnimalTracke , uygulama tarafından tasarlanan hayvan izleme davranışının analizini kolaylaştırmak için mevcut veritabanlarına veya diğer araçlara kolayca entegre edilebilen Java ile yazılmış bir araçtır<su...

Drosophila melanogaster, gen modifikasyonu1, ilaç tedavisi2 ve yaşlanma3 tarafından oluşturulan nöronal hastalık modellerinde hücresel ve moleküler fonksiyonları araştırmak için mükemmel bir model organizma sağlar. İnsanlar ve Drosophila arasındaki biyolojik yolakların, fiziksel özelliklerin ve hastalıkla ilişkili homolog genlerin yüksek korunumu, meyve sineğini molekülden davranışsal seviye4'e ideal bir taklit haline getirir. Birçok hastalık modelinde, davranış eksikliği çeşitli insan nöropatileri için yararlı bir model sağlayan önemli bir indekstir 5,6. Drosophila şimdi çoklu insan hastalıklarını, nörogelişimi ve Parkinson hastalığı ve amiyotrofik lateral skleroz 7,8 gibi nörodejeneratif hastalıkları incelemek için kullanılmaktadır. Hastalık modellerinin motor yeteneğini saptamak, patojenik ilerlemeyi anlamak için çok önemlidir ve hastalık sürecinin altında yatan moleküler mekanizmalarla fenotipik bir korelasyon sağlayabilir.
Son zamanlarda, Drosophila lokomotor algılama stratejileri için, gruplandırılmışsineklerde yüksek verim testi 9,10 ve gerçek zamanlı 11,12'de hareket ölçümü gibi ticari olarak temin edilebilen yazılım araçları ve uygun maliyetli programlar geliştirilmiştir. Böyle bir geleneksel yaklaşım, aynı cinsiyet ve yaşa sahip büyük bir sinek popülasyonunun kapsanmasına izin veren ve 9,13 veri toplarken çeşitliliği azaltan birden fazla kanal içeren tırmanma testi olarak da adlandırılan hızlı etkileşimli negatif jeotaksistir (RING). Lokomotor davranışı analiz etmek için bir başka ön test yöntemi, ince bir cam tüp14 içindeki sinek aktivitesi hareketini tespit etmek için birden fazla ışın kullanan bir cihaz olan TriKinetics Drosophila aktivite monitörüdür (DAM). Cihaz, daha uzun bir süre boyunca sineklerin aktivitesini ve sirkadiyen ritmini incelemek için ışın geçişlerini hesaplayarak otomatik hareketi temsil eden konumu sürekli olarak kaydeder15. Bu yöntemler, davranışsal hareketteki değişiklikleri belirlemek için meyve sineklerindeki davranışsal kusurların analizinde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, her zaman özel test ekipmanı veya karmaşık analiz süreçleri gerektirir ve bazı modellerde uygulamalarını sınırlı, basit bir cihazla kısıtlar. FlyGrAM11 ve Drosophila adası tahlil10 gibi yetişkin Drosophila'yı test etmek için hayvan izleme grubu tabanlı stratejiler, önceden tanımlanmış bir alanda sosyal işe alım ve bireysel izleme uygular. Bununla birlikte, meydan okunan alanlardaki sosyal bireysel kısıtlama, sineklerin çarpışması veya üst üste binmesinden kaynaklanan görüntülerdeki tanımlamalar üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir. TRex16, MARGO12 ve FlyPi17 gibi bazı açık kaynaklı materyal tabanlı yöntemlerin acil bir durumu olsa da, davranış testlerinde esnek kullanımla sinekleri hızlı bir şekilde izleyebilirler. Bu test yaklaşımları, ayrıntılı deneysel cihaz kurulumları, özel yazılım gereksinimleri veya profesyonel bilgisayar dilleri ile ilişkilidir. Larvalar için, birimzaman 18 başına ızgara sınır çizgilerinin sayısı boyunca kat edilen toplam mesafeyi ölçmek veya bireyler için vücut duvarı kasılmalarını manuel olarak19 olarak kabaca saymak, lokomotor yeteneklerini değerlendirmek için baskın yöntemlerdir. Ekipman veya cihazlarda ve analiz yöntemlerinde hassasiyet eksikliği nedeniyle, larvaların bazı davranışsal hareketleri tespit edilmekten kaçabilir ve davranışsal hareketin, özellikle de ince hareketin doğru bir şekilde değerlendirilmesini zorlaştırabilir15.
Mevcut geliştirilen yöntem, Fiji (ImageJ) görüntü işleme programı ile uyumlu AnimalTracker uygulama programlama arayüzünü (API) kullanarak, hem yetişkin hem de larva sineklerinin lokomotor aktivitesini, yüksek çözünürlüklü (HD) videolardan izleme davranışlarını analiz ederek sistematik olarak değerlendirmek için kullanmaktadır. Fiji, sağlam yazılım kütüphanelerini çok sayıda komut dosyası dili ile birleştirebilen, görüntü işleme algoritmalarının hızlı prototiplenmesiyle sonuçlanan ve görüntü analiz yetenekleri20 için biyologlar arasında popüler hale getiren açık kaynaklı bir yazılım ImageJ dağıtımıdır. Mevcut yaklaşımda, Fiji'nin AnimalTracker API'sine entegrasyonu, kişiselleştirilmiş algoritma ekleme ile benzersiz bir Drosophila davranış testi geliştirmek için kullanılmaktadır ve lokomotor davranışın sağlam analitik yeteneklerini desteklemek için ayrıntılı dokümantasyon ve öğreticiler için yararlı bir adım sağlar (Şekil 1). Sineklerin çarpışması veya üst üste binmesinin neden olduğu görüntülerdeki nesnel tanımlamaların karmaşıklığını atlatmak için, her arena yalnızca bir sineğe ev sahipliği yapmakla sınırlıdır. Yaklaşımın izleme hassasiyetini değerlendirdikten sonra, genellikle Parkinson hastalığının hayvan modelleri için kullanılan toksik ilaç rotenon ile uygulanan Drosophila'nın lokomotor hareketlerini izlemek ve ölçmek için uygulandı ve sonuçta ilaç tedavisinde hareket bozukluğu keşfetti21. Açık kaynaklı ve özgür yazılım kullanan bu metodoloji, yüksek maliyetli enstrümantasyon gerektirmez ve Drosophila davranışsal hareketini hassas ve tekrarlanabilir bir şekilde analiz edebilir.

<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 , gelişmiş genetik manipülasyon tekniklerinin bolluğu ve çeşitli davranışsal özellikleri nedeniyle çeşitli hastalıkları incelemek için ideal bir model organizmadır. Hayvan modellerinde davranışsal eksikliğin belirlenmesi, örneğin hastaların sıklıkla motor fonksiyonlarında bozulmalar yaşadığı nörodejeneratif hastalıklarda, hastalık şiddetinin çok önemli bir ölçüsüdür. Bununla birlikte, ilaçla tedavi edilen veya transgenik bireyler gibi sinek modellerinde motor açıklarını izlemek ve değerlendirmek için çeşitli sistemlerin mevcudiyeti ile, birden fazla açıdan hassas değerlendirme için ekonomik ve kullanıcı dostu bir sistem hala eksiktir. Burada, hem yetişkin hem de larva bireylerinin hareket aktivitelerini kayıtlı videodan sistematik olarak değerlendirmek ve böylece izleme davranışlarının analizine izin vermek için Fiji görüntü işleme programı ile uyumlu olan AnimalTracker uygulama programlama arayüzüne (API) dayanan bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntem, davranışı kaydetmek ve analiz etmek için yalnızca yüksek çözünürlüklü bir kamera ve bir bilgisayar çevre birimi donanım entegrasyonu gerektirir, bu da onu transgenik veya çevresel davranış eksiklikleri olan sinek modellerini taramak için uygun fiyatlı ve etkili bir yaklaşım haline getirir. Farmakolojik olarak tedavi edilen sinekleri kullanan davranış testlerine örnekler, tekniklerin hem yetişkin sineklerde hem de larvalarda davranış değişikliklerini oldukça tekrarlanabilir bir şekilde nasıl tespit edebileceğini göstermek için verilmiştir.

Bu çalışmada, yetişkin sineklerde ve rotenon ile tedavi edilen üçüncü instar larvalarında lokomotor eksiklikler incelenmiş ve motor aktivitelerinde ilaç çözücü dimetil sülfoksit (DMSO) ile beslenen bir kontrol sineğininkiyle karşılaştırılmıştır. Drosophila'da rotenon ile tedavinin beyinde dopaminerjik nöron kaybına neden olduğu gösterilmiştir22 ve önemli lokomotor defisitlere yol açmaktadır23. Şekil 11...

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

Mevcut protokol, Drosophila'nın lokomotor aktivitesini, hız, mesafe vb. parametreleri hesaplamak için yüksek tanımlı video kaydına dayalı olarak her karenin piksellerini segmentlere ayırmak için eklentilerle uyumlu açık kaynaklı yazılım Fiji'yi kullanarak el yapımı bir arenada sineklerin hareketini izleyerek ve analiz ederek değerlendirir.

Drosophila'da Lokomotor Aktiviteyi Test Etmek İçin Basit Bir Teknik

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

Yöntem, yetişkinlerin ve larvaların kaydedilen videodan uçma davranışlarını izlemek için yerel motor aktivitelerini sistematik olarak değerlendirmek için açık kaynaklı yazılıma dayanmaktadır. Bu yöntem, davranışı kaydetmek ve analiz etmek için düşük maliyetli cihaz entegrasyonu gerektirir, bu da onu sinek hareketini taramak için uygun fiyatlı ve etkili bir yaklaşım haline getirir. Bu teknoloji, yerel hareket bozukluğu olan bir insan hastalığı sinek modelinde davranış modifikasyonunu tanımlamak için kullanılır, ancak hastalığın, sakatlıkların veya zorlukların tedavisi için uygun değildir.Analiz işlemi sırasında ilgili video penceresini, yani orijinal ve işleme video penceresini temizlemek önemlidir. Başlamak için, drosophila hareket takibi için açık alan arenasını hazırlamak için, üreticinin talimatlarına göre, silika kitinin reaktifi A ve reaktif B'yi bir ila 10 oranında karıştırın. Ardından, HD kamerayı bir tripod üzerine yerleştirin ve kamera lensi silika arenanın yüzeyine dik olacak şekilde ayarlayın.Ardından videoyu Fiji ile açın. İlerleme çubuğunu ilk kareye sürükleyin ve zımnen onaylayın. Serbest seçim aracını kullanarak sineğin tüm vücudunu seçin.Seçilen alanın gri değeri geniş arka plana yaklaşana kadar beyaz dengesini ayarlamak için görüntü, ayarlama, parlaklık ve kontrast üzerine tıklayın. Anestezi altındaki sineği açık alan arenasına aktarın. Sinek anesteziden kurtulduktan sonra, arena tabağını sinek ile kameranın altına koyun ve kayıt başladığında sineğin hareket halinde olduğundan emin olmak için hızlıca bir yandan diğer yana sallayın.Video kaydını başlatmak için kamera uygulamasındaki kayıt düğmesine basın. Kaydın tamamlanmasının ardından, video kaydını sonlandırmak için durdur düğmesine basın. Kaydedilen videoları M-J pagan kodlamasıyla AVI formatına dönüştürün, böylece Fiji kullanılarak açılabilir ve analiz edilebilirler.Ayrıca videonun saniyedeki kare sayısını yetişkin sinekler için 15 fps'ye ve larvalar için 12 fps'ye ayarlayın. Videoyu Fiji ile açmak için açılır pencerede iki seçeneği belirleyin, sanal yığını kullanın ve gri ölçeğe dönüştürün. Hayvan izleyici eklentisinin etkin görüntü ayarlama aracını kullanarak bir işleme penceresi edinin ve oval aracı kullanarak orijinal video penceresinde arenayı çevreleyen bir izleme alanı oluşturun.İşleme penceresindeki ilk boş çerçeve için filtreleri ve iki filtrenin parametrelerini ayarlayın. Ardından orijinal video penceresinde bir sonraki kareyi seçin ve işleme penceresinin filtrelenmiş yüzeyini seçin. Filtrelenmiş bir işleme penceresi seçildikten sonra, işleme penceresinde kaplanan kırmızı bir profille yolu uçurmak için eşik ayarlama aracını kullanın.Ardından, bilgisayarın işleme penceresinde örtülü kırmızı bir profille sineği tanımasını sağlamak için set blob algılayıcısını kullanın. Metin makalesinde açıklandığı gibi yetişkin sinek veya larvalar için son kareyi ayarlayın. Orijinal video penceresinde bir izleme dikdörtgeni sunmak için blobları göster aracını kullanın.İzlemeyi başlatın ve izleme tamamlandıktan sonra izleme dosyasını dışa aktarın. Hayvan izleyici ve izleme analizörü eklentisini kullanarak parça ve bölge dosyalarını yükleyin. Bölge ayarlarını kullanarak istediğiniz dizini seçin ve parametre ayarlarını değiştirin.Kare hızını kullanarak kare aralığının süresini hesaplayın. İzleme analizöründe analiz edildikten sonra elektronik tablo yazılımı ve grafik pedi prizması kullanarak nicel analiz çizelgeleri oluşturun. İzleme dosyasını açın.Tüm koordinatları Microsoft Office Excel'e kopyalayın ve boşluk tuşunu kullanarak hücreleri bölün. Kare aralığı başına hareketsizlik süresini hesaplamak için, hesaplanan tüm sonuçları seçin ve hareketsizlik süresini tüm sütun grafiğinin kenar boşluğuna göre görsel olarak görüntülemek üzere bir sütun grafiği ekleyin. Yön açısındaki değişiklikleri göstermek için, hesaplanan tüm sonuçları seçin ve bir dağılım diyagramı ekleyin.Rotenone ile tedavi edilen yetişkin sinekler ve üçüncü Instar larvaları, çözücü DMSO ile beslenen kontrol sineklerine kıyasla önemli lokomotor eksikliklere sahipti. Yetişkin sineklerde Rotenone tedavisinin kantitatif analizi, kat edilen mesafe ve ortalama hızda önemli bir azalma olduğunu göstermiştir. Ve hareketsizlik süresinde önemli bir artış.Temsili grafikler, Rotenone ile beslenen sineklerde kare aralığı başına hareket hızı için kontroldekilere kıyasla daha az tepe noktası gösterdi ve bu da lokomotor aktivite açığının ciddiyetini gösterdi. Kare başına hareket eden piksellerin kurumsal-istik hareketsizlik sütunu, kontrol sineklerine kıyasla, Rotenone ile beslenen sinekler için bir dakika içinde önemli ölçüde daha az hareket gösterdi. Rotenone besleme ve kontrol hayvanlarındaki yön değişikliklerinin hareket açısını gösteren temsili grafikler de sinekler tarafından seçilen yöndeki değişiklikleri ortaya çıkardı.Üçüncü Instar larvaları için de benzer sonuçlar gözlenmiştir. Sonuçlar, Rotenone ile beslenen larvaları izlemenin davranışsal hareketinin kontrole kıyasla önemli ölçüde bozulduğunu ortaya koymuştur. Analiz sürecindeki en önemli adım, yazılımın etkili bir şekilde kontrol edip edemeyeceğini kanıtladığı için boş çerçevenin ilkini oluşturmaktır.Bu teknoloji, araştırmacıların sinir veya kas hasarı gibi çoklu kusurların altında yatan mekanizmayı daha derinlemesine incelemelerine izin verebilir.

a-simple-technique-to-assay-locomotor-activity-in-drosophila

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

Locomotor activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice and other rodents. Improvements in video tracking software (VTS) have allowed it to be coupled to LMA testing, dramatically improving specificity and sensitivity when compared to the line crossings method with manual scoring. In addition, VTS enables high-throughput experimentation. While similar to automated video tracking used for the open field test (OFT), LMA testing is unique in that it allows mice to remain in their home cage and does not utilize the anxiogenic stimulus of bright lighting during the active phase of the light-dark cycle. Traditionally, LMA has been used for short periods of time (mins), while longer movement studies (hrs-days) have often used implanted transmitters and biotelemetry. With the option of real-time tracking, long-, like short-term LMA testing, can now be conducted using videography. Long-term LMA testing requires a specialized, but easily constructed, cage so that food and water (which is usually positioned on the cage top) does not obstruct videography. Importantly, videography and VTS allows for the quantification of parameters, such as path of mouse movement, that are difficult or unfeasible to measure with line crossing and/or biotelemetry. In sum, LMA testing coupled to VTS affords a more complete description of mouse movement and the ability to examine locomotion over an extended period of time.

Locomotor activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice. Coupling of video tracking software (VTS) and LMA allows for the improvement of specificity and sensitivity, especially when compared with the manual, line crossing method of LMA analysis. Additionally VTS allows long-term tracking of mouse LMA.

Fare Kısa ve Uzun Vadeli Lokomotor Aktivite video Takip Yazılımı ile Analiz

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

Davranış

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

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing locomotive impairment in animal models of neuromuscular disease and efficacy of therapeutic drugs that may improve locomotion and/or muscle function. The open field activity measurement provides a different measure than muscle strength, which is commonly assessed by grip strength measurements. It can also show how drugs may affect other body systems as well when used with additional outcome measures. In addition, measures such as total distance traveled mirror the 6 min walk test, a clinical trial outcome measure. However, open field activity monitoring is also associated with significant challenges: Open field activity measurements vary according to animal strain, age, sex, and circadian rhythm. In addition, room temperature, humidity, lighting, noise, and even odor can affect assessment outcomes. Overall, this manuscript provides a well-tested and standardized open field activity SOP for preclinical trials in animal models of neuromuscular diseases. We provide a discussion of important considerations, typical results, data analysis, and detail the strengths and weaknesses of open field testing. In addition, we provide recommendations for optimal study design when using open field activity in a preclinical trial.

Open field activity levels are used to assess locomotive and behavioral activity levels. This protocol provides a well-designed, standardized protocol to use in preclinical trials for neuromuscular disorders.

İskelet Kası Hastalıkları Açık Saha Aktivite İzleme Sisteminin Kullanılması Davranış ve Hareket Ölçümleri

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

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 most commonly used platforms to measure behaviors in animal models. It is a fast and relatively easy test that provides a variety of behavioral information ranging from general ambulatory ability to data regarding the emotionality of the subject animal. As it relates to rodent models, the procedure allows the study of different strains of mice or rats both laboratory bred and wild-captured. The technique also readily lends itself to the investigation of different pharmacological compounds for anxiolytic or anxiogenic effects. Here, a protocol for use of the open field maze to describe mouse behaviors is detailed and a simple analysis of general locomotor ability and anxiety-related emotional behaviors between two strains of C57BL/6 mice is performed. Briefly, using the described protocol we show Wild Type mice exhibited significantly less anxiety related behaviors than did age-matched Knock Out mice while both strains exhibited similar ambulatory ability.

A protocol is provided to use an Open Field Maze to access general locomotor activity, anxiety and emotionality in a laboratory mouse model.

Açık Alan Maze Kullanım Fare lokomotor ve Anksiyete-benzeri Davranışı Tedbir

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

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 current interventions to adequately treat fatigue in all patients leaves a need for new treatment options. Despite the therapeutic need and importance of preclinical research in helping identify promising novel treatments, few preclinical assays of fatigue are available. Moreover, the most common preclinical assay used to assess fatigue-like behavior, voluntary wheel running, is not suitable for use with some strains of mice, may not be sensitive to drugs that reduce fatigue, and has relatively low throughput. The current protocol describes a novel, non-voluntary preclinical assay of fatigue-like behavior, the treadmill fatigue test, and provides evidence of its efficacy in detecting fatigue-like behavior in mice treated with a chemotherapy drug known to cause fatigue in humans and fatigue-like behavior in animals. This assay may be a beneficial alternative to wheel running, as fatigue-like behavior and potential interventions can be assessed in a greater number of mice over a shorter time frame, thus permitting faster discovery of new therapeutic options.

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

Koşu Bandı Yorulma Testi: Mouse Yorgunluk gibi Davranış Basit, Yüksek verim Deneyi

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

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. However, studying human locomotor learning can be challenging. During infancy and childhood, the neuromuscular system is quite immature, and it is unlikely that locomotor learning during early stages of development is governed by the same mechanisms as in adulthood. By the time humans reach maturity, they are so proficient at walking that it is difficult to come up with a sufficiently novel task to study de novo locomotor learning. The split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed, enables the study of both short- (i.e., immediate) and long-term (i.e., over minutes-days; a form of motor learning) gait modifications in response to a novel change in the walking environment. Individuals can easily be screened for previous exposure to the split-belt treadmill, thus ensuring that all experimental participants have no (or equivalent) prior experience. This paper describes a typical split-belt treadmill adaptation protocol that incorporates testing methods to quantify locomotor learning and generalization of this learning to other walking contexts. A discussion of important considerations for designing split-belt treadmill experiments follows, including factors like treadmill belt speeds, rest breaks, and distractors. Additionally, potential but understudied confounding variables (e.g., arm movements, prior experience) are considered in the discussion.

We describe a protocol for investigating human locomotor adaptation using the split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed. We specifically focus on a paradigm designed to test the generalization of adapted locomotor patterns to different walking contexts (e.g., gait speeds, walking environments).

Split-kemer koşu bandı kullanarak genelleme insan Lokomotor uyum değerlendir

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

An individual's sexual drive is influenced by genotype, experience and environmental conditions. How these factors interact to modulate sexual behaviors remains poorly understood. In Drosophila melanogaster, environmental cues, such as food availability, affect mating activity offering a tractable system to investigate the mechanisms modulating sexual behavior. In D. melanogaster, environmental cues are often sensed via the chemosensory gustatory and olfactory systems. Here, we present a method to test the effect of environmental chemical cues on mating behavior. The assay consists of a small mating arena containing food medium and a mating couple. The mating frequency for each couple is continuously monitored for 24 h. Here we present the applicability of this assay to test environmental compounds from an external source through a pressurized air system as well as manipulation of the environmental components directly in the mating arena. The use of a pressurized air system is especially useful to test the effect of very volatile compounds, while manipulating components directly in the mating arena can be of value to ascertain a compound's presence. This assay can be adapted to answer questions about the influence of genetic and environmental cues on mating behavior and fecundity as well as other male and female reproductive behaviors.

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

We demonstrate an assay to analyze the environmental and genetic cues that influence mating behavior in the fruit fly Drosophila melanogaster.

Çevresel İpuçlarının Eklem Davranışı Üzerine Etkisini Test Etmek İçin Bir Yöntem<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

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. Fundamental mechanisms that underlie this temporal control are widely studied using the fruit fly Drosophila melanogaster as a model organism. In flies, the clock is typically studied by analyzing multiday locomotor recording. Such a recording shows a complex bimodal pattern with two peaks of activity: a morning peak that happens around dawn, and an evening peak that happens around dusk. These two peaks together form a waveform that is very different from sinusoidal oscillations observed in clock genes, suggesting that mechanisms in addition to the clock have profound effects in producing the observed patterns in behavioral data. Here we provide instructions on using a recently developed computational method that mathematically describes temporal patterns in fly activity. The method fits activity data with a model waveform that consists of four exponential terms and nine independent parameters that fully describe the shape and size of the morning and evening peaks of activity. The extracted parameters can help elucidate the kinetic mechanisms of substrates that underlie the commonly observed bimodal activity patterns in fly locomotor rhythms.

A method to quantify the main temporal features seen in fly circadian locomotor rhythms is presented. The quantification is achieved by fitting fly activity with a multi-parametric model waveform. The model parameters describe the shape and size of the morning and evening peaks of daily activity.

Sinek sirkadiyen etkinliği ölçmek için bir hesaplama yöntemi

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

Cells display different morphologies and complex anatomical relationships. How do cells interact with their neighbors? Do the interactions differ between cell types or even within a given type? What kinds of spatial rules do they follow? The answers to such fundamental questions in vivo have been hampered so far by a lack of tools for high resolution single cell labeling. Here, a detailed protocol to target single cells with a MultiColor FlpOut (MCFO) technique is provided. This method relies on three differently tagged reporters (HA, FLAG and V5) under UAS control that are kept silent by a transcriptional terminator flanked by two FRT sites (FRT-stop-FRT). A heat shock pulse induces the expression of a heat shock-induced Flp recombinase, which randomly removes the FRT-stop-FRT cassettes in individual cells: expression occurs only in cells that also express a GAL4 driver. This leads to an array of differently colored cells of a given cell type that allows the visualization of individual cell morphologies at high resolution. As an example, the MCFO technique can be combined with specific glial GAL4 drivers to visualize the morphologies of the different glial subtypes in the adult Drosophila brain.

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

Cells display different morphologies and establish a variety of interactions with their neighbors. This protocol describes how to reveal the morphology of single cells and to investigate cell-cell interaction by using the well-established Gal4/UAS expression system.

Yüksek çözünürlüklü tek hücre türleri morfoloji ve Glia Drosophila içinde etkileşimlerin hücre çalışmaya uygulama çok renkli FlpOut tekniği

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

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

Neurodegenerative diseases are frequently associated with a progressive loss of movement ability, reduced life span, and age-dependent neurodegeneration. To understand the mechanism of these cellular events, and their causal relationships with each other, Drosophila melanogaster, with its sophisticated genetic tools and diverse behavioral features, are used as disease models for assessing neurodegenerative phenotypes. Here we describe a high-throughput method to analyze Drosophila adult negative geotaxis behavior, as an indication for possible motor defects associated with neurodegeneration. An automated machine is designed and developed to drive fly synchronization using an initial electric impulse, later allowing the recording of negative geotaxis behavior over a course of secs to mins. Images from the digitally recorded video are then processed with the self-designed RflyDetection software for statistical data manipulation. Different from the manually controlled negative geotaxis assay based on single fly, this precise, fast, and high-throughput protocol allows data acquisition from more than hundreds of flies simultaneously, providing an efficient approach to advance our understanding in the underlying mechanism of locomotor deficits associated with neurodegeneration.

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

This step-by-step protocol analyzes Drosophila negative geotaxis behavior using an automated multi-cylinder system that hosts hundreds of flies and synchronizes their action by an electric motor. Upon synchronization, fly negative geotaxis behavior is assayed, digitally recorded, and analyzed using the self-designed RflyDetection software.

Ateş, Drosophila modeli yetişkin tırmanma davranışı çözümlemek için bir otomatik hızlı yinelemeli negatif Geotaxis tahlil

Neurodegenerative diseases are frequently associated with a progressive loss of movement ability, reduced life span, and age-dependent neurodegeneration. ...

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

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation in mouse models is a non-invasive and reproducible activity assay that is directly analogous to measures of patient ambulation such as the 6-minute walk test and related mobility scores. Many common methods for testing mouse ambulation speed and distance are based on the open field test, where an animal&#39;s free movement within an arena is measured over time. One major downside to this approach is that commercial software and equipment for high-resolution motion tracking is expensive and may require transferring mice to specialized facilities for testing. Here, we describe a low-cost, video-based system for measuring mouse ambulation that utilizes free and open-source software. Using this protocol, we demonstrate that voluntary ambulation in the dystrophin-null mdx mouse model for Duchenne muscular dystrophy (DMD) is decreased relative to wild-type mouse activity. In mdx mice expressing the utrophin transgene, these activity deficits are not observed and the total distance traveled is indistinguishable from wild-type mice. This method is effective for measuring changes in voluntary ambulation associated with dystrophic pathology, and provides a versatile platform that can be readily adapted to diverse research settings.

This protocol describes a flexible, low-cost system for measuring mouse ambulation in an open field activity assay. We show that a 6-minute ambulation assay based on this system detects a decrease in voluntary movement in mdx mice, and accurately distinguishes improvement in a muscle-specific rescue of these animals.

Ambulation kas distrofisi, fare modellerinde ölçmek için basit ve düşük maliyetli bir tahlil

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