Name: the treadwheel: interval training protocol for gently induced exercise in drosophila melanogaster
Uploaded: 2018-06-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 21 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster at JoVE.com

نود أن نشكر جولي جارنيجان، اوينز ميريديث وراشيل هيل، مي براندون، مافلا لورا، أوليفيا الأسماك وبقية مختبر ريد لمساعدتهم مع تربية الذبابة ومعالجة الصور. بني مينديز شون تريادوهيل الأصلي بمساعدة من متجر آلة لاتحاد المصارف العربية. تمويل هذه الدراسة قدمت المعاهد الوطنية للصحة-R01 جنرال موتورز 098856 روبية سري لانكية و "الإبداع المرحلة الجامعية" والبحوث الأكاديمية في جامعة ألاباما KEL وبجو.

<ol>
	<li>Yanovski, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pediatric+obesity.+An+introduction.">Pediatric obesity. An introduction.</a> Appetite. 93, 3-12 (2015).</li><li>Alberti, K. G. M. M., Zimmet, P., Shaw, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+syndrome-a+new+world-wide+definition.+A+Consensus+Statement+from+the+International+Diabetes+Federation.">Metabolic syndrome-a new world-wide definition. A Consensus Statement from the International Diabetes Federation.</a> Diabetic Medicine. 23, 469-480 (2006).</li><li>American Diabetes Association. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=6.+Obesity+Management+for+the+Treatment+of+Type+2+Diabetes.">6. Obesity Management for the Treatment of Type 2 Diabetes.</a> Diabetes Care. 39, 47-51 (2016).</li><li>Bliddal, H., Leeds, A. R., Christensen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis,+obesity+and+weight+loss:+evidence,+hypotheses+and+horizons+-+a+scoping+review.">Osteoarthritis, obesity and weight loss: evidence, hypotheses and horizons - a scoping review.</a> Obesity Reviews. 15, 578-586 (2014).</li><li>Bray, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epidemic+of+obesity+and+changes+in+food+intake:+the+Fluoride+Hypothesis.">The epidemic of obesity and changes in food intake: the Fluoride Hypothesis.</a> Physiol. Behav. 82, 115-121 (2004).</li><li>O'Rahilly, S., Farooqi, I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+obesity.">Genetics of obesity.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 361, 1095-1105 (2006).</li><li>Kenkre, J., Tan, T., Bloom, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treating+the+obese+diabetic.">Treating the obese diabetic.</a> Expert Rev Clin Pharmacol. 6, 171-183 (2013).</li><li>Fiuza-Luces, C., Garatachea, N., Berger, N. A., Lucia, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+is+the+Real+Polypill.">Exercise is the Real Polypill.</a> Physiology. 28, 330-358 (2013).</li><li>Matos, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+exercise+reverses+TRB3+expression+in+the+skeletal+muscle+and+ameliorates+whole+body+insulin+sensitivity+in+diabetic+mice.">Acute exercise reverses TRB3 expression in the skeletal muscle and ameliorates whole body insulin sensitivity in diabetic mice.</a> Acta Physiologica. 198, 61-69 (2010).</li><li>Mercken, E. M., Carboneau, B. A., Krzysik-Walker, S. M., de Cabo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Of+mice+and+men:+The+benefits+of+caloric+restriction,+exercise,+and+mimetics.">Of mice and men: The benefits of caloric restriction, exercise, and mimetics.</a> Ageing Research Reviews. 11, 390-398 (2012).</li><li>Mendez, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+TreadWheel:+A+Novel+Apparatus+to+Measure+Genetic+Variation+in+Response+to+Gently+Induced+Exercise+for+Drosophila.">The TreadWheel: A Novel Apparatus to Measure Genetic Variation in Response to Gently Induced Exercise for Drosophila.</a> PLoS ONE. 11, 0164706 (2016).</li><li>Piazza, N., Gosangi, B., Devilla, S., Arking, R., Wessells, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-Training+in+Young+Drosophila+melanogaster+Reduces+Age-Related+Decline+in+Mobility+and+Cardiac+Performance.">Exercise-Training in Young Drosophila melanogaster Reduces Age-Related Decline in Mobility and Cardiac Performance.</a> PLoS ONE. 4, 5886-5911 (2009).</li><li>Graham, P., Pick, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+Model+for+Diabetes+and+Diseases+of+Insulin+Resistance.">Drosophila as a Model for Diabetes and Diseases of Insulin Resistance.</a> Fly Models of Human Diseases. 121, 397-419 (2017).</li><li>Reed, L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genotype-by-Diet+Interactions+Drive+Metabolic+Phenotype+Variation+in+Drosophila+melanogaster.">Genotype-by-Diet Interactions Drive Metabolic Phenotype Variation in Drosophila melanogaster.</a> Genetics. 185, 1009-1019 (2010).</li><li>Watanabe, L. P., Riddle, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+Rotating+Exercise+Quantification+System+(REQS),+a+novel+Drosophila+exercise+quantification+apparatus.">Characterization of the Rotating Exercise Quantification System (REQS), a novel Drosophila exercise quantification apparatus.</a> PLoS ONE. 12, 0185090 (2017).</li><li>Tinkerhess, M. J., Ginzberg, S., Piazza, N., Wessells, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endurance+training+protocol+and+longitudinal+performance+assays+for+Drosophila+melanogaster.">Endurance training protocol and longitudinal performance assays for Drosophila melanogaster.</a> J Vis Exp. , (2012).</li><li>Tinkerhess, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+PGC-1&#945;+Homolog+spargel+Modulates+the+Physiological+Effects+of+Endurance+Exercise.">The Drosophila PGC-1&#945; Homolog spargel Modulates the Physiological Effects of Endurance Exercise.</a> PLoS ONE. 7, 31633 (2012).</li><li>Sujkowski, A., Bazzell, B., Carpenter, K., Arking, R., Wessells, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endurance+exercise+and+selective+breeding+for+longevity+extend+Drosophila+healthspan+by+overlapping+mechanisms.">Endurance exercise and selective breeding for longevity extend Drosophila healthspan by overlapping mechanisms.</a> Aging. 7, 535-552 (2015).</li><li>Tj&#248;nna, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerobic+Interval+Training+Versus+Continuous+Moderate+Exercise+as+a+Treatment+for+the+Metabolic+Syndrome:+A+Pilot+Study.">Aerobic Interval Training Versus Continuous Moderate Exercise as a Treatment for the Metabolic Syndrome: A Pilot Study.</a> Circulation. 118, 346-354 (2008).</li><li>Ciolac, E. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+high-intensity+aerobic+interval+training+vs.+moderate+exercise+on+hemodynamic,+metabolic+and+neuro-humoral+abnormalities+of+young+normotensive+women+at+high+familial+risk+for+hypertension.">Effects of high-intensity aerobic interval training vs. moderate exercise on hemodynamic, metabolic and neuro-humoral abnormalities of young normotensive women at high familial risk for hypertension.</a> Hypertension Research 2010 33:8. 33, 836-843 (2010).</li><li>Watanabe, L. P., Riddle, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+exercise+levels+in+Drosophila+melanogaster+using+the+Rotating+Exercise+Quantification+System+(REQS).">Measuring exercise levels in Drosophila melanogaster using the Rotating Exercise Quantification System (REQS).</a> J Vis Exp. , (2018).</li><li>Gargano, J., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+iterative+negative+geotaxis+(RING):+a+new+method+for+assessing+age-related+locomotor+decline+in+Drosophila.">Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila.</a> Experimental Gerontology. 40, 386-395 (2005).</li><li>Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIH+Image+to+ImageJ:+25+years+of+image+analysis.">NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nature Methods 2012 9:7. 9, 671-675 (2012).</li><li>Hammond, J. B. W., Kruger, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> New Protein Techniques. 3, 25-32 (1988).</li><li>Mackay, T. F. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+melanogaster+Genetic+Reference+Panel.">The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel.</a> Nature. 482, 173-178 (2012).</li><li>Miquel, J., Lundgren, P. R., Bensch, K. G., Atlan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+temperature+on+the+life+span,+vitality+and+fine+structure+of+Drosophila+melanogaster.">Effects of temperature on the life span, vitality and fine structure of Drosophila melanogaster.</a> Mechanisms of Ageing and Development. 5, 347-370 (1975).</li><li>Berlandi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swing+Boat:+Inducing+and+Recording+Locomotor+Activity+in+a+Drosophila+melanogaster+Model+of+Alzheimer's+Disease.">Swing Boat: Inducing and Recording Locomotor Activity in a Drosophila melanogaster Model of Alzheimer's Disease.</a> Front Behav Neurosci. 11, 159 (2017).</li><li>Leng, S. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ELISA+and+Multiplex+Technologies+for+Cytokine+Measurement+in+Inflammation+and+Aging+Research.">ELISA and Multiplex Technologies for Cytokine Measurement in Inflammation and Aging Research.</a> The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 63, 879-884 (2008).</li><li>Ja, W. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prandiology+of+Drosophila+and+the+CAFE+assay.">Prandiology of Drosophila and the CAFE assay.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 8253-8256 (2007).</li><li>Chiu, J. C., Low, K. H., Pike, D. H., Yildirim, E., Edery, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assaying+locomotor+activity+to+study+circadian+rhythms+and+sleep+parameters+in+Drosophila.">Assaying locomotor activity to study circadian rhythms and sleep parameters in Drosophila.</a> J Vis Exp. , (2010).</li><li>M&#214;lich, A. B., F&#214;rster, T. D., Lighton, J. R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperthermic+Overdrive:+Oxygen+Delivery+does+Not+Limit+Thermal+Tolerance+in+Drosophila+melanogaster.">Hyperthermic Overdrive: Oxygen Delivery does Not Limit Thermal Tolerance in Drosophila melanogaster.</a> Journal of Insect Science. 12, 1-7 (2012).</li><li>Long, A. D., Macdonald, S. J., King, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+complex+traits+using+the+Drosophila+Synthetic+Population+Resource.">Dissecting complex traits using the Drosophila Synthetic Population Resource.</a> Trends in Genetics. 30, 488-495 (2014).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

لقد ثبت نجاح تنشيط ممارسة لطيف في المورفولوجية البروتوكول ممارسة هنا بالتفصيل ويمكن استخدامها لمحاكاة ممارسة القدرة على التحمل في أحد مختبرات التي تسيطر عليها إعداد11. تجدر الإشارة إلى أنه عند تطوير مفهوم تريدوهيل في البداية، أننا النظر في المنتجات التجارية التي يمكن أن تعدل إلى القيام بالمثل (مثلاً، المشواة مختبر). بيد أننا في نهاية المطاف رفض هذا النهج، اختيار تصميم مبنية خصيصا لأن المعدات التجارية لم تكن سرعة دوران منخفضة بما فيه الكفاية (4 لفة في الدقيقة)، وتفتقر إلى القدرات قنينة كافية لتوليد نموذج الفائق.
ويمكن تعديل البروتوكول TW نفسه ليشمل مجموعة واسعة من مواضيع البحث. على سبيل المثال، يمكن أن يغير تعديل تواتر ومدة نظم ممارسة الذباب كثافة عموميات العمل التي يتلقونها. بتمديد البروتوكول أطول من أسبوع واحد أو إلى الفئات العمرية الأخرى، سيكون من الممكن لدراسة آثار الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالسن المختلفة لممارسة. نحن نوصي بأنه إذا تم تطبيق نهج عملية موسعة، ثم يوم راحة واحد على الأقل في الأسبوع ينبغي إضافة للسماح للانتعاش. وأبدى الأداء وتحسين تكون أكبر في الأنظمة التي شملت يوم انتعاش من تلك النظم التي تستخدم ممارسة يومية متتالية12. كما أننا نود أن نحذر من توسيع ممارسة نوبة أطوال الماضية 30 دقيقة نظراً للتعود على اقتراح التناوب يمكن أن يحدث بعد فترات طويلة من استمرار ممارسة11. وقد لاحظنا أيضا الاختلافات الوراثية في الدافع الذباب للحفاظ على مستويات النشاط في TW11. وهكذا، إذا هي رغبت في نوبات أطول، النظر في رصد مستويات النشاط الذباب، كما قدمها واتانابي واللغز15،21 تصف التعديل عليها مفهوم TW. العوامل الأخرى التي يمكن أن تكون متنوعة تشمل درجة الحرارة والنوم-اليقظة أنماط، والتي تظهر أيضا يؤثر على حركة الطيران26،27.
وهناك عدد كبير تحليلات المتاحة أثناء وبعد إنجاز البروتوكول معالجة الآثار المترتبة على ممارسة الرياضة في مستوى الفسيولوجية والسلوكية والجزيئية، فضلا عن القدرة على كشف آثار جينية لممارسة. فحوصات الأيض إضافية (مثل الجلوكوز والجليكوجين، والبروتين) القلب والأداء والاستجابة الالتهابية يمكن استخدام تدابير لمواصلة استكشاف ممارسة تأثير على ذبابة فسيولوجيا الجسم وتكوين12،14 ،،من2428. مختلف التغيرات السلوكية المرتبطة بممارسة التعريفي، مثل التغييرات في تغذية السلوك والنشاط الحركي، والنوم، ويمكن أن يقاس أيضا باستخدام أدوات مثل مقهى المقايسة29 أو نشاط رصد أجهزة12،15 ،30. يمكن أيضا قياس التغيرات في التعبير الجيني والتنفس الخلوي تعزى إلى ممارسة استخدام أساليب مثل qRT PCR11 وريسبيروميتري31. وأخيراً، قد المورفولوجية قيمة الموارد الوراثية المتاحة، مثل لوحة إشارة الوراثة المورفولوجية 2 والموارد السكانية الاصطناعية المورفولوجية التي منبرا الباحثين لإجراء الدراسات الوراثية الكمية25،32. تمكن هذه الأدوات تجارب رسم الخرائط ذات الصلة، مثل رسم الخرائط على نطاق الجينوم جمعية الدراسات والكمية سمة المكاني، لتحديد مرشح المكاني المرتبطة بالممارسة والنظام الغذائي.
أثبتت الدراسات اكتملت باستخدام تريدوهيل أن، في المتوسط، ممارسة يقلل من وزن الجسم وتخزين إجمالي الدهون الثلاثية، والجليكوجين، بينما زيادة محتوى البروتين وتسلق الأداء11. بالإضافة إلى ذلك، كانت هناك ردود متغير ممارسة عبر الجنسين والأنماط الجينية لوزن الجسم، فضلا عن الشحوم والبروتين والجليكوجين، والجلوكوز ومستويات النشاط11،15. وفي حين تباين استجابة لممارسة واتباع نظام غذائي عبر الأنماط الوراثية والجنس قد يكون تحديا لتفسير، وفي بعض الأحيان، الحدس، وهو يعكس مصادر التباين البيولوجي الحقيقي الملاحظة في السكان طبيعية. ونحن نسعى جاهدين لفهم تنوع العوامل الأساسية التي تسهم في ارتفاع معدلات ميتس، الأدوات التي تيسر مقدر الدور النسبي لمختلف العوامل المساهمة عن طريق اختبار هذه العوامل في نموذج الكائنات الحية سيكون أمرا حاسما لقدرتنا على تطوير شخصية تدخلات الوقاية والعلاج. لإجراء تقييم كامل لفعالية ممارسة، كل هذه العوامل وكيف تتفاعل يجب النظر عند إجراء التجارب وصياغة استنتاجات.
TW، مثل آلات ممارسة يطير الأكثر أخرى، محدودة في قدرتها على قياس حركة الطيران. في الآونة الأخيرة، وضعت واتانابي واللغز التناوب ممارسة القياس الكمي النظام (ريكس)، العمود الفقري TW تعديل مع نشاط الرصد وحدة (LAM25H) من15،21سلسلة "نظام الرصد المورفولوجية". مثل TW، يستخدم هذا النظام الحركة الدوارة للحث على ممارسة أثناء استخدام الذراع LAM25H لتتبع وقياس النشاط يطير بلطف، ولكن أنه يحمل عدد أصغر من قنينة (قارورة 32) من TW15. الدراسات ممارسة الفائق، إذا كان النشاط الكمي ليس من الضروري أو المرغوب فيه، يسمح TW لعدد أكبر من عينة. ويمكن أيضا تعديل تصميم TW من شكله الحالي لاستيعاب عدد أكبر من قارورة. وهذا النظام، جنبا إلى جنب مع أساليب ممارسة أخرى موجودة، وساعد على إنشاء أن ممارسة لا يمكن تحقيقه في المورفولوجية فقط ولكن يمكن أيضا دراسة لتحديد تأثير النشاط البدني على مجموعة متنوعة من الاستجابات الفسيولوجية والجزيئية 11،،من1215. وهكذا، TW، كأسلوب ثبت حمل ممارسة لطيف في الذباب، يمكن استخدامها للتحقيق في مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأسئلة البيولوجية.

الطفولة والبالغين من السمنة تتزايد الأوبئة في الثقافات التي تستهلك الوجبات عالية السعرات الحرارية وتبقى خاملة لفترات طويلة من الزمن، والتي يمكن أن تؤدي إلى عواقب طويلة الأجل، بما في ذلك مقاومة الأنسولين والتهاب مزمن، وهشاشة العظام 1 , 2 , 3 , 4-لا يزال انتشار هذه الاضطرابات الارتفاع بسبب الاختلال المتزايد في السعرات الحرارية والإنفاق وتعزى إلى ارتفاع استهلاك الدهون والسكريات و نمط حياة المستقرة أساسا5. وفي المقابل، أدى هذا الاختلال الطاقة إلى زيادة في حالات من "النوع 2 السكري" (T2DM) وأمراض القلب والأوعية الدموية (الرسوم التعويضية)5. الأفراد هم في خطر أعلى لتطوير كلا اضطرابات إذا ما تم تشخيص اضطراب "المتلازمة الأيضية" (ميتس)، الأعراض التي تشمل السمنة البطن ودسليبيدميا2. ميتس يتشكل بتفاعلات معقدة بين النمط الوراثي والعوامل البيئية المختلفة، مثل النظام الغذائي وممارسة6. وهكذا، الحصول على فهم كامل للآليات الكامنة لهذا المرض معقدة، كل هذه العوامل ينبغي النظر.
عندما يتعلق الأمر بمكافحة ميتس، يوصي الأطباء أولاً تغيرات نمط الحياة تشمل تناول الطعام نظام غذائي صحي ومتوازن جيدا والنشاط البدني2،،من78. حيث تقتصر الأدوية الفعالة والمعدة لعملية جراحية مكلفة وتتطلب مراقبة طبية مدى الحياة، ينصح بالتدخل الدوائي والجراحي فقط للحالات الشديدة، وفقط بالاقتران مع هذه التغيرات في نمط الحياة3 ،،من78. بينما يمكن أن تنتج التدخلات نمط الحياة، مثل ممارسة واتباع نظام غذائي، والحفاظ على الأهداف طويلة الأجل وفقدان الوزن، أو عدمه هذه التدابير التصحيحية تماما يمكن تحسين الآثار السلبية المرتبطة ميتس يحتاج إلى مزيد من الدراسة7، 8.
وقد استخدمت نماذج الماوس لدراسة آثار العملية على الأمراض الأيضية لسنوات؛ لكن هو الأخذ بممارسة للطيران للبحث عن ميتس حديثة نسبيا مسعى9،10،،من1112. توفير الذباب السيارة المثالية لدراسة الممارسة في مختبرات التي تسيطر عليها، نظراً لأنها يتم التلاعب بها بسهولة، فترة قصيرة، وهي غير مكلفة للحفاظ على، والمتصلة بالطاقة الأيضية العالية المحافظة عليها بين المورفولوجية والبشر13. جينومات melanogaster دال- تتميز جيدا، وهناك ثروة من علم الوراثة الأدوات متوفرة للاستخدام في المورفولوجية التي يمكن أن توفر نظرة ثاقبة مختلف الأنماط الجينية والتفاعلات الوراثي بالبيئة التي يمكن أن تعدل أثر ممارسة الصحة العضوي14.
استدعاء الأساليب الحالية لممارسة المورفولوجية جيوتاكسيس الفطرية، والسلبية الميل للطيران، غريزة السلوكية الصعود إلى أعلى، وحفز التسلق في البالغين داخل على أسوار11،12،15 . برج الطاقة، أسلوب واحد لتحفيز عملية في الذباب، بشكل منهجي ويثير التسييج يطير عمودياً وثم إلغاؤه لهم العودة إلى السطح، ومقاعد البدلاء فعالية يطرق الذباب إلى أسفل القنينة، مما حمل على جيوتاكسيس السلبية الغرائبية 12 , 16-التجارب التي أجريت باستخدام هذا الجهاز وأظهرت أن ممارسة هو عامل وقائي قوية ضد العديد من الأمراض المتصلة بالشيخوخة، بما في ذلك الرسوم التعويضية و T2DM، وتعزز الشيخوخة الصحية12،17،18 . على وجه التحديد، فقد أظهرت أن ممارسة يمكن تقليل حدوث انخفاض الحركة المرتبطة بالسن في الذباب وتحسين متعددة الأعراض المرتبطة بالسن، مثل أداء القلب والتشديد على استجابة17،18. ومع ذلك، الذباب التحكم ابدأ وضع على البرج وأظهرت عشرات تسلق أعلى من تلك التي تعاني من الجهاز، مما يوحي بقوة قطرات المتكررة قد تكون إصابة الذباب والتي تؤثر على تنقل12. وهذا يوحي بأن أسلوب بديل لحمل ممارسة أقل قوية ويتجنب يسبب الصدمة البدنية طريقة مفيدة ومكملة ل بروتوكول برج الطاقة16.
للطف الحث على ممارسة في المورفولوجية، قمنا بتطوير جهاز ممارسة تسمى تريادوهيل (الشكل 1). تريدوهيل في (من الآن فصاعدا يختصر ك TW) الحركة الدورانية مشغلات ميل جيوتاكسيس الفطرية، والسلبية الذباب باستمرار إعادة الجاذبية أعلى قارورة، الذي يحفز بدوره، تسلق في الذباب. خلافا للطرق الأخرى، حركة دورانية TW طبيعتها رقيقة، مما يقلل من عدد الضغوطات الإضافية التي قد تنشأ وتؤثر النتائج. وهكذا، يوفر الجهاز وسيلة للحث على ممارسة إعداد كبيرة من الذباب دون حمل الإجهاد، والتي سوف تمكن الباحثين من دراسة آثار العملية على الصحة الأيضية (الشكل 2)، والشيخوخة، والنوم، والعديد من المواضيع الأخرى11.
لدينا أسلوب يتبع هرمي معكوس، والفاصل الزمني للتدريب البروتوكول، الذي يتضمن جوانب التدريب (AIT) مع بعض التحمل الهوائية للفاصل الزمني الخاص إلى حد كبير ممارسة التدريب. يتم تغيير نظام المعهد الآسيوي للتكنولوجيا القياسية في هذا البروتوكول تدريجيا بزيادة مدة كل فاصل زمني لمدة خمسة أيام لتعزيز القدرة على التحمل. المعهد الآسيوي للتكنولوجيا مفيدة بشكل خاص في منع ميتس مقارنة بغيره من أساليب التدخل وكانت أكثر فعالية في عكس "متلازمة الأيض" عوامل الخطر المشترك من استمرار ممارسة معتدلة19،20. ومع ذلك، هو سيئات TW بالنسبة إلى برج الطاقة أن روض الذباب بسرعة أكبر للحركة الدورية، وبالتالي الاختلاف في الميل الفطري روض بين الذباب يمكن أن يعقد تفسير فوائد ممارسة. 11 حلاً رائعا لهذا القيد هو وصف واتانابي واللغز15 وما يكمل المادة21.

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

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

معدل الإصابة بالأمراض الأيضية المعقدة زاد نتيجة لانتقال على نطاق واسع نحو أساليب الحياة من زيادة السعرات الحرارية ومستويات النشاط المخفض. وتنشأ هذه الأمراض المتعددة العوامل من مزيج من العوامل الوراثية والبيئية والسلوكية. هو أحد الأمراض المعقدة مثل هذه "المتلازمة الأيضية" (ميتس)، التي مجموعة من الاضطرابات الأيضية، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم وارتفاع السكر في الدم، والسمنة البطن. ممارسة والتدخل الغذائية هي العلاجات الأولية الذي أوصت به الأطباء للتخفيف من السمنة والأمراض الأيضية اللاحقة لها. ممارسة التدخل، خاصة الهوائية الفاصل الزمني للتدريب، ويحفز تغييرات إيجابية في عوامل الخطر الشائعة "النوع 2 السكري" (T2DM)، وأمراض القلب والأوعية الدموية (الرسوم التعويضية)، والظروف الأخرى. ومع تدفق الأدلة تصف ممارسة التأثير العلاجي له على الصحة الأيضية، وإنشاء نظام لممارسة نماذج في إعداد التي تسيطر عليها يوفر أداة قيمة لتقييم آثار ممارسة في سياق تجريبي. Melanogaster المورفولوجية هو أداة عظيمة للتحقيق في التغيرات الفسيولوجية والجزيئية التي تنتج عن ممارسة التدخل. وقد الذباب آليات مماثلة من التاييض المواد الغذائية بالمقارنة مع البشر وإعمار قصيرة. للحث على ممارسة في المورفولوجية، قمنا بتطوير جهاز يسمى تريدوهيل، الذي يستخدم الطاير جيوتاكسيس الفطرية، والسلبية الميل إلى الحث بلطف التسلق. هذا يتيح للباحثين لإجراء تجارب على أفواج كبيرة من الذباب وراثيا متنوعة لتحسين فهم التفاعلات الوراثي بالبيئة الأساسية لآثار العملية على الصحة الأيضية.

نحن مهتمة بصفة خاصة في تحديد العوامل التي تسهم في صحة التمثيل الغذائي الشاملة للفرد. واتضح سابقا أن النمط الوراثي بحمية التفاعلات تسهم إلى حد كبير السكان مستوى التباين في الصفات الأيضية14. وهذا يعني أن كل الوراثي ويستجيب للاختلافات البيئية بطريقة فريدة ومعقدة. تمديد عملنا بشأن تأثيرات النمط الوراثي بالبيئة لتشمل ممارسة الرياضة البدنية، قمنا بتطوير تريدوهيل، التي قادرة على تعريض إعداد كبيرة من الأنماط الجينية للفاصل الزمني الهوائي للتدريب (AIT) بطريقة الفائق.
لإثبات ما إذا كانت ممارسة في TW أثرت الصفات الأيضية، قمنا بقياس تخزين الدهون الثلاثية في ولاية أوريغون-R (أورير) و y1ث1 الذباب، الذباب wildtype المشتركة (الشكل 2ب – ج)، وطبعت تلك القيم ضد الذباب تركيز البروتين، ذكرت أصلاً في مينديز et al. 11-قمنا بتحليل البيانات من تحليل التباين المتعدد (MANOVA) المحاسبة على النمط الوراثي، الجنس، ممارسة المعاملة (وتفاعلاتها)، وآثار كتلة التجريبية مثل replicates الوقت والغذاء فيال ووجدت أن هناك كبير التفاعل الوراثي بممارسة (p = 0.0017) التي تؤثر على تخزين الدهون الثلاثية. وكان هناك أثر كبير في ديمبرافيك جنسي بين الذكور والإناث، مع الذكور تخزين الشحوم أكثر من الإناث (ف < 0.0001). لقد رأينا أن الذباب تمارس في الإناث، وقد مستويات الدهون الثلاثية أقل بكثير من نظرائهم باء (الشكل 2ب، ف < 0.0001). في الذكور، بينما تمارس النقصان في تخزين الدهون الثلاثية التي لوحظت في ولاية أوريغون-R الذباب (بالمقارنة مع عناصر تحكم) لم يكن مهما إحصائيا، لوحظ اختلاف كبير في تخزين الدهون الثلاثية بين سطرين منفصلين (الشكل 2ج، ف < 0.0001). لاحظ أن بينما يوفر نظرة على جسم يطير عموما نسب تكوين توحيد تركيز الدهون الثلاثية ضد تركيز البروتين، كما يمكن أن توفر المقارنة المباشرة تركيز الدهون الثلاثية أو البروتين بين مجموعات مختلفة من الذباب معلومات محددة عن التأثير العملية على هذه تعمل على حدة.
نظراً للمتغيرات مثل الكبار ممارسة الجنس، ويتم إظهار النمط الوراثي تؤثر على تخزين الدهون الثلاثية، كان من المتوقع أن هذه العوامل أيضا أثر أخرى تعمل وتتفاعل مع النظام الغذائي. ورفعنا اليرقات من wildtype ممثل المورفولوجية "الوراثية المرجعية لوحة" خط (دجرب 153)25 أما ارتفاع الدهون أو النظام الغذائي العادي وممارسة المستحثة في الذباب الكبار لمدة أسبوع واحد (الشكل 2أ). وفي وقت لاحق، أجرينا مقايسة جيوتاكسيس سلبية مثل خاتم لقياس القدرة على التسلق. الإنزيم التسلق المستخدمة تختلف مقايسة خاتم قياسية؛ بدلاً من جهاز رنين، استخدمت قارورة مع الفيلم البارافين تغطي الفتحات للذباب البيت أثناء الفحص. وكانت الجوانب الأخرى للتحليل الدائري الأصلي، مثل الوقت بين الاستفادة من الذباب إلى أسفل القنينة وأخذ الصورة، المحتفظ بها22.
جميع العلاجات كانت تتكرر ثلاث مرات منفصلة مع حد أدنى من 59 الذباب الفردية الواحدة وتكرار الوقت والعلاج. البيانات تم تحليلها بواسطة مانوفا المحاسبية للنظام الغذائي، والتركيب الوراثي، والجنس، وممارسة العلاج (وتفاعلاتها)، فضلا عن الآثار التجريبية كتلة تكرار الوقت والقنينة المقايسة وتكرار الفحص قنينة. وجدنا أن الإناث ممارسة تسلق أعلى بكثير (p < 0.005) عند تربيتها في حمية الدهون عالية من أي من العلاجات الإناث الأخرى (الشكل 2د). للذكور، فقد رئي أن ممارسة تحسن فقط التسلق عند الذكور قد أثيرت في النظام الغذائي العادي، وتلك التي أثيرت بشأن النظام الغذائي الدهون عالية أظهرت أي تغيير ملموس (الشكل 2ه). كما وجدنا آثار جنسياً ديمبرافيك كبيرة (ف < 0.0001) في تسلق مع الذكور تسلق أعلى من الإناث. مفاجئة نتيجة انخفاض في تسلق الأداء بعد ممارسة للإناث من سطر 153 دجرب (الشكل 2د) للإناث المستهلكة اتباع نظام غذائي عادي (ف < 0.0001) مثال عن كيفية قد لا يكون هذا النوع من ممارسة التدخل الإيجابي شكل موحد لجميع الأنماط الوراثية ويمكن أن يكون مشروطاً بعوامل بيئية أخرى. في مينديز et al. 11، الإناث من أربعة خطوط وراثية أخرى اختبار لأدائهم التسلق بعد إثارة على عادي حمية جميع أظهرت قدرة التسلق معززة مع ممارسة التدريب. وهذا يشير إلى أن الاستجابة التي لوحظت في 153 دجرب الخاصة بالنمط الوراثي وليس خاصية عامة من العلاج ممارسة TW. التغير في الاستجابة عبر الجنس، والنظام الغذائي، وممارسة معاملة الجماعات يشير إلى أن هناك تفاعلات الجنس بالنظام الغذائي بممارسة هامة تؤثر على قدرة التسلق للخط (ف < 0.0001).
وتشير النتائج مجتمعة إلى أن أثر عملية في الصحة الأيضية يطير الكبار يمكن أن تكون وظيفة الجنس والوراثي، والنظام الغذائي اليرقات. لاحظ الاختلاف المظهرية ردا على النمط الوراثي، متغيرات البيئة (مثلالنظام الغذائي وممارسة)، والجنس أيضا لوحظت في سائر الدراسات11،12،،من1415. وهكذا، يمكن TW و المورفولوجية استراتيجية قوية لتوضيح العوامل الوراثية والبيئية التي تشكل الصحة الأيضية.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig1.jpg"> الشكل 1 : "تريادوهيل" ممارسة الجهاز. (أ) الجهاز يحمل قنينة 48 ولديه ميزة ضبط سرعة. هنا تجارب أجريت في 4 لفة في الدقيقة. قارورة الغذاء الفردية (ب) تحتوي على الذباب التجريبية انقطعت في الأقواس التي تعلق على محور تناوب. (ج) المسافة بين قنينة التوصيل والغذاء كان 6 سم قنينات ممارسة و 1 سم للقنينات التحكم. ثم وضعت في قارورة على الجهاز لممارسة. (د) ممارسة الهرم المعكوس يوم 5 نظام استخدمت لممارسة الذباب الكبار. في كل يوم إضافي خمس دقائق أضيفت إلى واحدة من نوبات ممارسة تكثيف ممارسة الشدة تدريجيا، ونماذج القدرة على التحمل، وفترة التدريب. وقد تم تعديل هذا الرقم من منديز et al. 11- <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57788/57788fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig2.jpg"> الشكل 2 : وسائل بصرية ونتائج الممثل. (أ) الأساليب لاختبار النظام الغذائي اليرقات وآثار التفاعل ممارسة البالغين. اليرقات التي أثيرت بشأن النظام الغذائي المختبر العالية الدهون أو العادي وتحولت إلى الغذاء العادي عند اكلوسيون. كانت مفصولة بالجنس الذباب الكبار ووضعها في مجموعات تجريبية وتمارس لمدة خمسة أيام متتالية. بعد ذلك، أجرى جيوتاكسيس سلبية مثل خاتم تسلق المقايسة، وجمدت الذباب لقياسات الدهون الثلاثية. وترد بيانات الدهون الثلاثية الممثلة سطرين الوراثية، ولاية أوريغون R و y1ث1 للإناث (ب) و (ج) الذكور. جميع الذباب كانت تربى على اتباع نظام غذائي عادي ويمارس في مرحلة البلوغ. المستويات مع رسائل مختلفة تختلف اختلافاً كبيرا (ف < 0.05) استخدام الطالب وظيفة المخصص تي-اختبار. وهذا الرقم يحتوي على مجموعة فرعية بيانات المبلغ عنها في مينديز et al. 11-وترد بيانات التسلق الممثل لخط دجرب 153 للإناث (د) و (ﻫ) الذكور. كل نقطة تمثل متوسط أداء تسلق الأفراد 232 أو أكثر عبر ثلاث نقاط زمنية مستقلة. أشرطة الخطأ تشير إلى خطأ معياري واحد. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57788/57788fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Supplemental Figure 1" src="/files/ftp_upload/57788/57788supfig1.jpg"> تكميلية الشكل 1: تخطيطي مفصل تريادوهيل- (أ) الرسم التخطيطي هيكل المشبك قنينة المزدوج يستخدم لإرفاق قنينات للجهاز. (ب) العرض الداخلي لنظام التناوب بالسيارة للجهاز. (ج) الإسقاط الموازي للواجهة الأمامية للجهاز. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57788/57788supfig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
ملف التعليمات البرمجية الإضافية: TreadWheel.skp <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57788/TreadWheel.skp" target="_blank">اضغط هنا لتحميل هذا الملف.</a>

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

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

يستخدم تريدوهيل حركة دورانية لحمل ممارسة البالغين melanogaster المورفولوجية بلطف باستغلال جيوتاكسيس الفطرية، والسلبية الذباب. أنها تسمح لتحليل التفاعلات بين العوامل، مثل النمط الوراثي، والجنس، والنظام الغذائي، وأثرها على فحوصات الجزيئية والفيزيولوجية وممارسة لتقييم الصحة الأيضية.

تريدوهيل: "بروتوكول التدريب" الفاصل الزمني "ممارسة فعل بلطف" في melanogaster المورفولوجية

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

the-treadwheel-interval-training-protocol-for-gently-induced-exercise

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Genetics

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

11.6K Views.  University of Alabama. يستخدم تريدوهيل حركة دورانية لحمل ممارسة البالغين melanogaster المورفولوجية بلطف باستغلال جيوتاكسيس الفطرية، والسلبية الذباب. أنها تسمح لتحليل التفاعلات بين العوامل، مثل النمط الوراثي، والجنس، والنظام الغذائي، وأثرها على فحوصات الجزيئية والفيزيولوجية وممار...

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

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

Drosophila melanogaster is a new model organism for studies in exercise biology. To date, two main exercise systems, the Power Tower and the Treadwheel have been described. However, a method to measure the amount of additional animal activity induced through the exercise treatment has been lacking. The Rotating Exercise Quantification System (REQS) fills this need, providing a measure of animal activity for animals experiencing rotational exercise. This protocol details how to use the REQS to assess animal activity during rotational exercise and illustrates the type of data that can be generated. Here, we demonstrate how the REQS is used to measure sex- and strain-specific differences in exercise induced activity. The REQS can also be used to evaluate the impact of various other experimental parameters such as age, diet, or population size on exercise induced activity. In addition, it can be used to compare the efficacy of different exercise training protocols. Importantly, it provides an opportunity to standardize exercise treatments between strains, allowing the researcher to achieve equal amounts of activity between groups if needed. Thus, the REQS is a notable new resource for exercise biologists working with the Drosophila model system and complements existing exercise systems.

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

The Rotating Exercise Quantification System (REQS) can induce exercise in Drosophila melanogaster through rotation while simultaneously measuring the amount of activity performed by the animals. Here, we present a point-by-point protocol detailing how to measure activity levels of animals experiencing rotational exercise treatments using the REQS.

قياس "مستويات ممارسة" في المورفولوجية melanogaster تدوير ممارسة القياس الكمي النظام (ريكس) باستخدام

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

High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field. Studying locomotor behavior in Drosophila melanogaster relies on the ability to be able to quantify changes in motion during or in response to a given task. For this reason, a high-resolution video tracking system, such as the one we describe in this paper, is a valuable tool for measuring locomotion in real-time. Our protocol involves the use of an initial air pulse to break the flies momentum, followed by a thirty second filming period in a square chamber. A tracking program is then used to calculate the instantaneous speed of each fly within the chamber in 10 msec increments. Analysis software then compiles this data, and outputs a variety of parameters such as average speed, max speed, time spent in motion, acceleration, etc. This protocol will discuss proper feeding and management of flies for behavioral tasks, handling flies without anesthetization or immobilization, setting up a controlled environment, and running the assay from start to finish.

The study of complex locomotor behavior in Drosophila melanogaster is dependent upon the ability to quantify changes in a given fly's movement. This article demonstrates how to do this using a high-resolution tracking system.

عالية الدقة تعقب الفيديو للتنقل في الكبار ذبابة الفاكهة السوداء البطن

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field.  Studying ...

Biology

An Affordable and Efficient "Homemade" Platform for Drosophila Behavioral Studies, and an Accompanying Protocol for Larval Mitochondrial Respirometry

The usefulness of Drosophila as a model organism for the study of human diseases, behaviors and basic biology is unquestionable. Although practical, Drosophila research lacks popularity in developing countries, possibly due to the misinformed idea that establishing a lab and performing relevant experiments with such tiny insects is difficult and requires expensive, specialized apparatuses. Here, we describe how to build an affordable flylab to quantitatively analyze a myriad of behavioral parameters in D. melanogaster, by 3D-printing many of the necessary pieces of equipment. We provide protocols to build in-house vial racks, courtship arenas, apparatuses for locomotor assays, etc., to be used for general fly maintenance and to perform behavioral experiments using adult flies and larvae. We also provide protocols on how to use more sophisticated systems, such as a high resolution oxygraph, to measure mitochondrial oxygen consumption in larval samples, and show its association with behavioral changes in the larvae upon the xenotopic expression of the mitochondrial alternative oxidase (AOX). AOX increases larval activity and mitochondrial leak respiration, and accelerates development at low temperatures, which is consistent with a thermogenic role for the enzyme. We hope these protocols will inspire researchers, especially from developing countries, to use Drosophila to easily combine behavior and mitochondrial metabolism data, which may lead to information on genes and/or environmental conditions that may also regulate human physiology and disease states.

An Affordable and Efficient "Homemade" Platform for Drosophila Behavioral Studies, and an Accompanying Protocol for Larval Mitochondrial Respirometry

We provide protocols for anyone with a "maker culture" mind to start building a flylab for quantitative analysis of a myriad of behavioral parameters in Drosophila melanogaster, by 3D-printing many of the necessary pieces of equipment. We also describe a high resolution respirometry protocol using larvae to combine behavioral and mitochondrial metabolism data.

The usefulness of Drosophila as a model organism for the study of human diseases, behaviors and basic biology is unquestionable. Although practical, ...

Behavior

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and diverse behavioral features. Identifying behavioral deficiency in animal models is a crucial measure of disease severity, for example, in neurodegenerative diseases where patients often experience impairments in motor function. However, with the availability of various systems to track and assess motor deficits in fly models, such as drug-treated or transgenic individuals, an economical and user-friendly system for precise evaluation from multiple angles is still lacking. A method based on the AnimalTracker application programming interface (API) is developed here, which is compatible with the Fiji image processing program, to systematically evaluate the movement activities of both adult and larval individuals from recorded video, thus allowing for the analysis of their tracking behavior. This method requires only a high-definition camera and a computer peripheral hardware integration to record and analyze behavior, making it an affordable and effective approach for screening fly models with transgenic or environmental behavioral deficiencies. Examples of behavioral tests using pharmacologically treated flies are given to show how the techniques can detect behavioral changes in both adult flies and larvae in a highly repeatable manner.

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

The present protocol assesses the locomotor activity of Drosophila by tracking and analyzing the movement of flies in a hand-made arena using open-source software Fiji, compatible with plugins to segment pixels of each frame based on high-definition video recording to calculate parameters of speed, distance, etc.

تقنية بسيطة لفحص النشاط الحركي في ذبابة الفاكهة

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

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

The Drosophila melanogaster larval path-length phenotype is an established measure used to study the genetic and environmental contributions to behavioral variation. The larval path-length assay was developed to measure individual differences in foraging behavior that were later linked to the foraging gene. Larval path-length is an easily scored trait that facilitates the collection of large sample sizes, at minimal cost, for genetic screens. Here we provide a detailed description of the current protocol for the larval path-length assay first used by Sokolowski. The protocol details how to reproducibly handle test animals, perform the behavioral assay and analyze the data. An example of how the assay can be used to measure behavioral plasticity in response to environmental change, by manipulating feeding environment prior to performing the assay, is also provided. Finally, appropriate test design as well as environmental factors that can modify larval path-length such as food quality, developmental age and day effects are discussed.

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

We provide a detailed protocol for a Drosophila melanogaster foraging path-length assay. We discuss the preparation and handling of test animals, how to perform the assay and analyze the data.

تستخدم علفا بروتوكول مسار طول ل<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; يرقات

The Drosophila melanogaster larval path-length phenotype is an established measure used to study the genetic and environmental contributions to behavioral ...

Neuroscience

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

One of the most pressing problems facing modern medical researchers is the surging levels of obesity, with the consequent increase in associated disorders such as diabetes and cardiovascular disease 1-3. An important topic of research into these associated health problems involves the role of endurance exercise as a beneficial intervention.
Exercise training is an inexpensive, non-invasive intervention with several beneficial results, including reduction in excess body fat 4, increased insulin sensitivity in skeletal muscle 5, increased anti-inflammatory and antioxidative responses 6, and improved contractile capacity in cardiomyocytes 7. Low intensity exercise is known to increase mitochondrial activity and biogenesis in humans 8 and mice, with the transcriptional coactivator PGC1-&alpha; as an important intermediate 9,10. 
Despite the importance of exercise as a tool for combating several important age-related diseases, extensive longitudinal genetic studies have been impeded by the lack of an endurance training protocol for a short-lived genetic model species. The variety of genetic tools available for use with Drosophila, together with its short lifespan and inexpensive maintenance, make it an appealing model for further study of these genetic mechanisms. With this in mind we have developed a novel apparatus, known as the Power Tower, for large scale exercise-training in Drosophila melanogaster 11. The Power Tower utilizes the flies' instinctive negative geotaxis behavior to repetitively induce rapid climbing. Each time the machine lifts, then drops, the platform of flies, the flies are induced to climb. Flies continue to respond as long as the machine is in operation or until they become too fatigued to respond. Thus, the researcher can use this machine to provide simultaneous training to large numbers of age-matched and genetically identical flies. Additionally, we describe associated assays useful to track longitudinal progress of fly cohorts during training.

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

We describe the first endurance training protocol for an important genetic model species, Drosophila melanogaster, and outline several assays to chart improvements in mobility following training.

التحمل بروتوكول التدريب والمقايسات الأداء الطولية لذبابة الفاكهة الدروسوفيلا

One of the most pressing problems facing modern medical researchers is the surging levels of obesity, with the consequent increase in associated disorders ...

A Simple and Inexpensive Running Wheel Model for Progressive Resistance Training in Mice

Previously developed rodent resistance-based exercise models, including synergistic ablation, electrical stimulation, weighted-ladder climbing, and most recently, weighted-sled pulling, are highly effective at providing a hypertrophic stimulus to induce skeletal muscle adaptations. While these models have proven invaluable for skeletal muscle research, they are either invasive or involuntary and labor-intensive. Fortunately, many rodent strains voluntarily run long distances when given access to a running wheel. Loaded wheel running (LWR) models in rodents are capable of inducing adaptations commonly observed with resistance training in humans, such as increased muscle mass and fiber hypertrophy, as well as stimulation of muscle protein synthesis. However, the addition of moderate wheel load either fails to deter mice from running great distances, which is more reflective of an endurance/resistance training model, or the mice discontinue running nearly entirely due to the method of load application. Therefore, a novel high-load wheel running model (HLWR) has been developed for mice where external resistance is applied and progressively increased, enabling mice to continue running with much higher loads than previously utilized. Preliminary results from this novel HLWR model suggest it provides sufficient stimulus to induce hypertrophic adaptations over the 9 week training protocol. Herein, the specific procedures to execute this simple yet inexpensive progressive resistance-based exercise training model in mice are described.

This procedure describes a translatable progressive loaded running wheel resistance training model in mice. The primary advantage of this resistance training model is that it is entirely voluntary, thus reducing stress for the animals and the burden on the researcher.

نموذج عجلة تشغيل بسيط وغير مكلف للتدريب على المقاومة التدريجية في الفئران

Previously developed rodent resistance-based exercise models, including synergistic ablation, electrical stimulation, weighted-ladder climbing, and most ...

Drosophila Maintenance

Drosophila melanogaster, commonly known as fruit flies, are a frequently used model organism for life science research. Although starting a collection of these critters may seem as easy as leaving a banana on your kitchen counter for too long, a productive fly colony in the lab requires careful husbandry and maintenance.
This video demonstrates the necessary steps for maintaining a healthy fly stock. The overview begins with the preparation and storage of the yeast and sugar-containing media on which flies feed. Next, the vessels most commonly used for housing Drosophila are shown, as well as how and when to move flies between these containers. Finally, the presentation also includes examples of the ways in which housing and feeding conditions are manipulated for biological experiments.

Maintenance and Husbandry of Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster, commonly known as fruit flies, are a frequently used model organism for life science research. Although starting a collection of ...

Education

JoVE Science Education

Basic Biology

Biology I: yeast, Drosophila and C. elegans

Fly Climbing Assay: A Method to Test General Locomotion in Drosophila melanogaster

Source: Gevedon, O., et al. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/video/59720/in-vivo-forward-genetic-screen-to-identify-novel-neuroprotective">In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster</a>. J. Vis. Exp. (2019).
This video describes a simple method to quantify fly locomotion and shows the climbing assay performed.&#160; The fly climbing assay is a general test of motor function which relies on a negative geotaxis response.

اختبار تسلق الذبابة: طريقة لاختبار الحركة العامة في ذبابة الفاكهة السوداء

Source: Gevedon, O., et al. In Vivo Forward Genetic Screen to Identify Novel Neuroprotective Genes in Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (2019).
This ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Drosophila melanogaster (fruit fly)

Adult

Tracking Freely Walking Flies: A Method to Assess Locomotion in Drosophila

Source: Sun, M. and Chen, L. L. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/video/55602/" target="_blank">A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila</a>. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to track freely walking flies to assess their general locomotion ability. The featured protocol demonstrates the assay&#39;s setup and data analysis using video tracking software.

تتبع الذباب الذي يمشي بحرية: طريقة لتقييم الحركة في ذبابة الفاكهة

Source: Sun, M. and Chen, L. L. A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to ...

تريدوهيل: "بروتوكول التدريب" الفاصل الزمني "ممارسة فعل بلطف" في melanogaster المورفولوجية

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

قياس "مستويات ممارسة" في المورفولوجية melanogaster تدوير ممارسة القياس الكمي النظام (ريكس) باستخدام

عالية الدقة تعقب الفيديو للتنقل في الكبار ذبابة الفاكهة السوداء البطن

An Affordable and Efficient "Homemade" Platform for Drosophila Behavioral Studies, and an Accompanying Protocol for Larval Mitochondrial Respirometry

تقنية بسيطة لفحص النشاط الحركي في ذبابة الفاكهة

تستخدم علفا بروتوكول مسار طول ل

التحمل بروتوكول التدريب والمقايسات الأداء الطولية لذبابة الفاكهة الدروسوفيلا

نموذج عجلة تشغيل بسيط وغير مكلف للتدريب على المقاومة التدريجية في الفئران

Drosophila Maintenance

اختبار تسلق الذبابة: طريقة لاختبار الحركة العامة في ذبابة الفاكهة السوداء

تتبع الذباب الذي يمشي بحرية: طريقة لتقييم الحركة في ذبابة الفاكهة