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.
El objetivo de este método es cuantificar fácilmente un nuevo aspecto de la conducta social sencilla en Drosophila melanogaster, independiente desde el cortejo y la agresión.
Las interacciones sociales son cruciales para el buen desarrollo y la salud de los individuos dentro de una sociedad, así como la funcionalidad de un grupo social en su conjunto. La alta complejidad de estas interacciones requiere grandes tamaños de muestra y un sistema que permite la simplificación del comportamiento como las bases genéticas y neuronales del comportamiento social son aún poco conocidos. Drosophila melanogaster es un modelo genético de gran alcance que se puede utilizar para identificar la genética y bases neurales de las interacciones sociales. De hecho, D. melanogaster tiene un repertorio de comportamientos sociales complejos y algunas mediciones directas de socialización ya se han hecho 1-7. Sin embargo, la mayoría de estos esfuerzos se han centrado en los comportamientos sociales relativamente complejas, como los aggresinteracciones sive 3,6, diversos aspectos de cortejo 3,8-12, y cómo la experiencia social afecta a otros comportamientos tales como el aprendizaje, o ritmo circadiano 13-17. Además, muchos de estos ensayos se basan en el análisis de los patrones de interacción complejas de grupos de moscas, mediante el seguimiento de vídeo y software de computadora para analizar la abundancia de datos resultante. Estos análisis son muy valiosos, y dar lugar a nuevas e importantes ideas tales como la dinámica de las interacciones con mosca mosca en grupos de 7. Una limitación, sin embargo, es la falta de acceso a estos ensayos a la comunidad en general, y el limitado conocimiento de los mecanismos subyacentes reconocimiento de los demás. En otras palabras, la base de la emisión de una señal por un individuo y su reconocimiento por otro aún es poco conocido 18.
Por el contrario, también vuela exhibir un comportamiento simple, evitación social, donde las personas se alejan de una señal emitida por las moscas estresados: el D. melanogaster Estrés Odorante o DSO 19. En un ensayo de alto rendimiento, este comportamiento se puede cuantificar como la evitación de una señal de tensión emitida por otras moscas, o evitación social 19. Las moscas se colocan en un aparato de laberinto en T y se les da la opción de evitar un vial que contiene DSO. Utilizando este ensayo, CO 2 ha demostrado ser un componente de la DSO, y parte de la circuitería neural necesaria para responder a CO 2 se disecó 19.
El ensayo de evitación social que aquí se presenta es conceptualmente similar a los ensayos de comportamiento simples desarrollados en el laboratorio de Seymour Benzer que permitieron a generaciones de investigadores para diseccionar conductas complejas 20. Análisis de evitación social puede llevarse a cabo de forma rentable utilizando el ensayo de laberinto en T, lo que permite un estudio más generalizado de comportamiento social. Por ejemplo, el uso de este ensayo hemos demostrado que los diferentes riesgos genéticos para el autismo tienen efectos contrastantes en b socialesensayos ehavior. Los mutantes de un gen candidato para el autismo – neurobeachin 21,22 – deficiencias presentes tanto en el espacio social (describen en otra parte 23) y evitación social 24. También se propone la señalización dopaminérgica anormal para jugar un papel en la etiología del autismo en los seres humanos 25,26. En contraste con los resultados obtenidos con neurobeachin, se encontró que el rendimiento evitación social no se vio afectada por el aumento o disminución de los niveles de la Drosophila vesicular de monoamina Transporter (VMAT) en células dopaminérgicas, aunque el espacio social se correlacionó directamente a estos niveles de VMAT 27. Los resultados obtenidos con contrastantes neurobeachin y VMAT subrayan la posibilidad de identificar diversas formas de comportamiento asocial, y por lo tanto los diferentes trazados de circuito neuronales subyacentes modulación de la respuesta a otros.
Este protocolo describe un procedimiento detallado para el ensayo de evitación social. Canton-S sólo evitará un vial en el que vuela han sido previamente tensionados mecánicamente, y que el sexo y el número de pacientes que respondieron no afecta que el rendimiento de evitación social. Sin embargo, los antecedentes genéticos de los respondedores tiene una gran influencia.
Los siguientes son varios pasos críticos para llevar a cabo este experimento con éxito: 1) siempre transferir la…
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 |