Here, we present a protocol to quantify the avoidance of stressed individuals. This paradigm is powerful yet user-friendly and can be used to assess the influence of genes and environment on one kind of social interaction in Drosophila melanogaster.
Drosophila melanogaster is an emerging model to study different aspects of social interactions. For example, flies avoid areas previously occupied by stressed conspecifics due to an odorant released during stress known as the Drosophila stress odorant (dSO). Through the use of the T-maze apparatus, one can quantify the avoidance of the dSO by responder flies in a very affordable and robust assay. Conditions necessary to obtain a strong performance are presented here. A stressful experience is necessary for the flies to emit dSO, as well as enough emitter flies to cause a robust avoidance response to the presence of dSO. Genetic background, but not their group size, strongly altered the avoidance of the dSO by the responder flies. Canton-S and Elwood display a higher performance in avoiding the dSO than Oregon and Samarkand strains. This behavioral assay will allow identification of mechanisms underlying this social behavior, and the assessment of the influence of genes and environmental conditions on both emission and avoidance of the dSO. Such an assay can be included in batteries of simple diagnostic tests used to identify social deficiencies of mutants or environmental conditions of interest.
والهدف من هذه الطريقة هو لقياس بسهولة جانبا جديدا من السلوك الاجتماعي بسيط في البطن ذبابة الفاكهة، مستقلة عن الخطوبة والعدوان.
التفاعلات الاجتماعية هي الحاسمة في تنمية سليمة وصحة الأفراد داخل المجتمع، فضلا عن وظيفة لفئة اجتماعية ككل. تعقيد عالية من هذه التفاعلات يتطلب أحجام عينة كبيرة والنظام الذي يسمح لتبسيط السلوك كما أسس الوراثية والعصبية للسلوك الاجتماعي لا تزال غير مفهومة. ذبابة الفاكهة البطن هو نموذج الجيني القوية التي يمكن أن تستخدم لتحديد الجيني و قواعد العصبية من التفاعلات الاجتماعية. في الواقع، D. البطن لديه ذخيرة من السلوكيات الاجتماعية المعقدة وبعض القياسات المباشرة للتنشئة الاجتماعية وبالفعل تم القيام به 1-7. ومع ذلك، فإن معظم هذه الجهود قد ركزت على السلوكيات الاجتماعية المعقدة نسبيا، مثل aggresالتفاعلات SIVE 3،6، مختلف جوانب الخطوبة 3،8-12، وكيف تجربة اجتماعية تؤثر السلوكيات الأخرى مثل التعلم، أو إيقاع الساعة البيولوجية 13-17. وبالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من هذه المقايسات تعتمد على تحليل أنماط التفاعل معقدة من مجموعات من الذباب، وذلك باستخدام التتبع وبرامج الكمبيوتر لتحليل وفرة الناتج من البيانات. مثل هذه التحليلات لا تقدر بثمن، وتؤدي إلى رؤى جديدة مهمة مثل ديناميكية التفاعلات ذبابة ذبابة في مجموعات 7. القيد واحد، ومع ذلك، هو عدم إمكانية الوصول إلى هذه المقايسات للمجتمع ككل، ومعرفة محدودة من الآليات الكامنة الاعتراف بالآخر. وبعبارة أخرى، فإن أساس انبعاث إشارة من قبل فرد واحد والاعتراف بها من جانب آخر لا تزال غير مفهومة 18.
في المقابل، الذباب أيضا يحمل سلوك بسيط، وتجنب الاجتماعي، حيث يتحرك الأفراد بعيدا عن إشارة المنبعثة من الذباب وشدد: على D. melanogaster الإجهاد الرائحة أو احة دبي للسيليكون 19. في مقايسة الإنتاجية العالية، يمكن قياسها كميا هذا السلوك كما تجنب إشارة التوتر المنبعث من الذباب أخرى، أو تجنب الاجتماعي 19. توضع الذباب في جهاز T-المتاهة، وإعطاء خيار لتجنب قارورة تحتوي على احة دبي للسيليكون. باستخدام هذا الاختبار، تبين CO 2 لتكون عنصرا من عناصر احة دبي للسيليكون، وجزء من الدوائر العصبية اللازمة للاستجابة إلى CO 2 تم تشريح 19.
الفحص تجنب الاجتماعي المقدمة هنا هو المفهوم مماثل لالمقايسات سلوكية بسيطة وضعت في مختبر سيمور بنزر أن تمكين أجيال من الباحثين لتشريح السلوكيات المعقدة 20. تحليل تجنب الاجتماعي يمكن أن تنفذ فعالية من حيث التكلفة باستخدام مقايسة T-متاهة، والسماح لدراسة أكثر انتشارا من السلوك الاجتماعي. على سبيل المثال، وذلك باستخدام هذا الاختبار أثبتنا مؤخرا أن مخاطر وراثية مختلفة لمرض التوحد لها آثار متباينة في ب الاجتماعيةالمقايسات ehavior. المسوخ لجين مرشح لمرض التوحد – neurobeachin 21،22 – أوجه القصور الحالية على حد سواء في الفضاء الاجتماعي (وصف مكان آخر 23) وتجنب الاجتماعي 24. ومن المقترح غير طبيعية إشارات الدوبامين أيضا للعب دور في مسببات مرض التوحد في البشر 25،26. وعلى النقيض من النتائج التي تم الحصول عليها مع neurobeachin، وجدنا أن الأداء تجنب الاجتماعي لم يتأثر زيادة أو انخفاض مستويات من ذبابة الفاكهة الحويصلي أحادي الأمين الناقل (VMAT) في خلايا الدوبامين، على الرغم من الفضاء الاجتماعي ترتبط مباشرة إلى هذه المستويات من VMAT 27. النتائج المتناقضة التي تم الحصول عليها مع neurobeachin وVMAT تؤكد إمكانية تحديد أشكال مختلفة من السلوك ااجتماعي، وبالتالي مختلفة circuitries العصبية الكامنة تحوير الاستجابة للآخرين.
يصف هذا البروتوكول إجراء مفصل لتجنب الفحص الاجتماعي. سوف كانتون-S تجنب فقط قارورة فيها الذباب قد سبق وأكد ميكانيكيا، وأن الجنس وعدد من المستجيبين لا يؤثر ذلك الأداء تجنب الاجتماعي. ومع ذلك، والخلفية الوراثية للالمستجيبين لديها تأثير كبير.
<p class="jove_content" style=";text-align:rig…The authors have nothing to disclose.
We thank Rachelle Kanippayoor for her help in identifying the new wild-type strain as being of the melanogaster species. R.W.F, O.F. and A.F.S were responsible for research design; R.W.F, M.N. and O.F. performed the experiments. R.W.F, M.N., O.F. and A.F.S. analyzed the data; R.W.F., I.S.M. and A.F.S. wrote the manuscript.
This work was supported by PSC-CUNY research awards, jointly funded by The Professional Staff Congress and The City University of New York to A.F.S.; by internal funding from Western University to A.F.S. and I.S.M.; by a training support from the National Alliance for Hispanic Health’s Alliance/Merck Ciencia (Science) Hispanic Scholars Program and a University Fellowship from the Yale Graduate School of Arts and Sciences to R.W.F.
Stereo Zoom Microscope | Nikon | SMZ-645 | Any other standard scope for fly handling would work |
Small paint brushes | for pushing flies | ||
Porous Polyethylene, 12" x 12" Sheet | Flystuff – Genesee | 46-100 | http://www.flystuff.com/ProductInfo.php?productID=46-100 Porous Plastic sheet for the cold anesthesia box |
Mini-Alarm Timer/Stopwatch | |||
Sharpie pens | |||
Adhesive Tape | |||
Mini vortex | Fisher | 14-955-151 | http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail For mechanical agitation of the flies – any vortex would work. |
Corning Life Sciences DL No.:352017, Falcon test tube; round bottom; disposable; no closure, 14mL; 17 x 100mm | Fisher | 14-959-8 | http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail?storeId=10652&langId=-1&catalogId=29104&productId=2771811&distype=0&highlightProductsItemsFlag=Y&fromSearch=1&searchType=PROD&hasPromo=0 These snap in place in the in-house made T-maze and counter-current apparatus (see text) |
cotton balls | to close the vials after the experiment. | ||
trifold board and white bench cover | to provide a white background, and a homogeneous light. | ||
white bench cover | |||
pounding pad | any mouse pad works. | ||
large black cloth | to cover the counter-current apparatus in phototaxis response. | ||
cool-white light | Home Depot | 1000516563 | http://www.homedepot.ca/product/illume-26-fluorescent-plug-in-linear/911423 any similar linear light with fluorescent light bulb cool-white at 13-15W would work |