Name: measurement of larval activity in the drosophila activity monitor
Uploaded: 2015-04-30T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 30 s
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This work was supported by NIH P20GM103643 to I. Meng.

幼虫の調製<ol><li>移動や位置の好みのための所望の幼虫を分析するために、標準的なフライ食品11を使用して10を分析したい年齢に標準的な条件下で幼虫を育てます。 </li><li>漏斗の上にシルクスクリーングレードのナイロンメッシュを延伸してメッシュフィルタを作成します。ゴムバンド付きファンネルネックでメッシュを固定します。ビーカーに漏斗を配置します。 </li><li>分析のための幼虫を収集するには、へらフル培養瓶から採餌幼虫を含有する食品のスクープと絵筆10とメッシュから直接個々の幼虫を収集し、メッシュフィルター上でRTの水道水で洗います。 </li></ol>アッセイチューブの調製<ol><li>アッセイチューブを接続するために準備するために、慎重に4％寒天ゲルを沸騰さ1.5センチの深さにシャーレに注ぎます。動物が封入されている場合に、チューブの両側のためのプラグインを提供します。 4％溶液は、pから幼虫を防止するために十分に密ですプラグをenetrating。 </li><li>チューブは前幼虫の挿入にクリーンでクリアされていることを確認してください。そうでない場合、これは記録されないような動きを阻止することができます。 </li><li>幼虫が移動するのに十分な水分を持っていることを確認するために、少量のお湯を含むスクイーズボトルを準備します。シンクに向かう出口を向けると、撮像管から水を排出するために静かに絞る慎重に、ボトルを反転。 </li><li>アッセイチューブにボトルの出口を挿入します。結露の薄い層がチューブの壁に表示さ​​れるまで、アッセイチューブに水蒸気を提供するために、ボトルを絞ります。ビデオ1は、水分の適切な量のチューブに移動する幼虫を示しています。 </li><li>チューブ内の幼虫を密封するために、ペトリ皿から1.5センチメートル厚い寒天ゲルを除去し、寒天プラグをチューブの中に挿入することができるように、寒天の下に空気の流れを可能にするために、メッシュ表面の上に置きます。一方の端部にゲルの2つのプラグを挿入するために、二回ゲルにアッセイチューブの一方の端を押してください。 </li><li> paintbとラッシュ、約1.5インチの深さのチューブに1幼虫を置き、寒天ゲル内に幼虫に最も近い端部を押してチューブをシール。得られた圧力は反対側の端部からの寒天ゲルの第2のプラグを強制し、チューブ内に動物をシールします。 </li><li>プレイスMB5マルチビームショウジョウバエアクティビティモニタ（DAM）装置で、チューブ、および動物がセンサーの範囲を超えて移動できないように、チューブのポジションを調整します。 </li><li>そのアッセイチューブは、輸送中にデバイスの赤外線読み取り枠の外にスライドさせないようにするには、それが接触する記録装置を各チューブの周りにパテのリングを固定することにより、所定の位置にチューブを保持します。 </li></ol> 3.測定アクティビティ<ol><li>インキュベータ内のレコード活性は、影、蛍光灯やラボ内の温度変化に発生することがあり、不正確な読み取りを防止します。システムの推奨構成については、図5を参照してください。 </li><li> 20°C（ 図1参照）にインキュベーターを設定します。記録時に白熱光源からの干渉による誤記録を回避するために、蛍光インキュベーターライトをオフにし、インキュベーター内で記録しながら個別のLED光源を使用しています。光の状態が異常にセンサーを誘発しないことを確実にするために、任意の動物なしで裁判を行います。この試験の後に記録された運動データがあってはなりません。 </li><li>幼虫は、アッセイ開始前の5分間20℃のインキュベーターの設定に順応することができます。 </li><li>所望の記録間隔（ 例えば、1分）にDAMシステムを設定するには、DAMシステムレコーディングソフトウェアをコンピュータ12をホストし、PSIUインターフェイスに記録チャンバーを接続する前にDAMシステム·ファイルを開くためにダウンロードされることを確認します。 </li><li> 、データが保存される時に所望の記録周波数を設定し、選択優先し、次にそのデータを様々な時間枠を選択するための読書間隔オプションの上または下をクリックし保存されます。例えば、1時間に1秒からインターバル時間を読んで選択します。 </li><li> 、データの記録に変化するパラメータを選択するプリファレンスを選択し、出力データタイプの下に対応するボックスを選択するには（カウント、移動、位置と住む、表1を参照）。各パラメータは、チューブ内の幼虫の活動のユニークな分析を提供します。 </li><li>録音を開始するには、CAB6の電話ケーブルを使用して電源インタフェースユニット（PSIU）にモニタを接続します。電源コンセントにPSIUを接続します。緑色のライトは、適切な接続を示します。 </li><li>データ記録用のMacintoshまたはWindows PCにUSB（Universal Serial Bus）ケーブルを介してPSIUを接続します。自動的にデータの記録を開始するには、コンピュータのDAM SystemMB1v6xプログラムを開きます。 </li><li>所望の収集時間が完了すると、終了を選択し、その後DAMアクティビティ画面に現在終了。データは、自動的にDAMシステムデータで保存されます。このデータファイル（ 例えば 、1を監視）し、ドラッグしてください<html>別のフォルダに。彼らは、後で処理できるようにこれは、DAMのソフトウェアからの生データを格納します。 </li></ol>処理のためのデータの準備4.（DAMファイルスキャン） <ol><li>理解しやすい形式に生データを処理するには、DAMファイルスキャンアプリケーションを開き、選択入力データフォルダを選択します。そして、データフォルダー、目的のファイルを選択して、スキャンオプションを選択します。最後に、所望の読み出し期間にビンの長さを選択します。これは、オペレータが設定したパラメータに生データを整理しますと、プログラムは、その特定の範囲内で収集されたデータを報告します。 </li><li>所望の動作設定（モニターの数、移動、住む）を分析するために、出力データ型を選択します。追加の測定値メニューの下で、ビンに選択合計（これはビンの長さが選択したシステムの読み取り間隔よりも大きい場合）。 </li><li>適切にファイルに名前を付けて保存します。ファイルには、ステップ3.9からのフォルダと同じ場所に保存されます。 </li></ol>_title &quot;&gt; 5。分析のためのデータへのアクセス<ol><li>以前に保存したファイル（ステップ4.3）を開き、平均移動、プロセススプレッドシートプログラムでテーブルを生成するには、手順4から生成された生データを収集するために、テキストインポートウィザード]ウィンドウが表示されたら、[完了]を選択し、開くためには、スプレッドシート形式のデータファイル。 注：分析されたデータの種類に応じて、スプレッドシートは、異なって読み出されます。各個別の読書チューブが指定手紙を受け取ることになりますしながら、典型的には、モニタを移動または数を測定するために、研究の期間は、数値的に記録されます。スプレッドシートのデータを表示すると、列はそれぞれ、アッセイチューブ1〜16用のスロットを表すKZ。行は、収集されたデータ点を表します。 </li><li>移動は、1分間隔で20分間採取した場合、例えば、移動/分、他の測定値の平均値を計算するために20行を平均します。 </li></ol>

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	<li>Tracey, W. D., Wilson, R. I., Laurent, G., Benzer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=painless,+a+Drosophila.gene+essential+for+nociception.">painless, a Drosophila.gene essential for nociception.</a> Cell. 113, 261-273 (2003).</li><li>Ainsley, J. A., Kim, M. J., Wegman, L. J., Pettus, J. M., Johnson, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+mechanisms+controlling+the+timing+of+larval+developmental+and+behavioral+transitions+require+the+Drosophila.DEG/ENaC+subunit.">Sensory mechanisms controlling the timing of larval developmental and behavioral transitions require the Drosophila.DEG/ENaC subunit.</a> Pickpocket1. Dev. Biol. 322 (1), 46-55 (2008).</li><li>Pandey, U. B., Nichols, C. 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The authors declare that they have no competing financial interests.

ショウジョウバエ幼虫の活性は遺伝子型8、13歳、周囲温度2を含む様々な要因によって影響されます。非常に詳細な分析が可能な強力なビデオグラフィック方法は歩行5を研究者たちによって開発されているが、このレベルの詳細は、活動の基本的なパラメータを決定したい人のための余分な場合があります。ここで説明する方法は、多くの研究室で利用可能で、デバイスを採用し、操作が簡単であり、再現性の高い結果を生成し、さらにその一次調査の焦点移動はないもののために管理可能です。例の結果は、このアッセイは、異なる温度（ 図1）と異なる遺伝子型（ 図2）に付し幼虫における運動性に有意な変化を検出するために用いることができることを実証します。 それらの、35°C - 幼虫を5°Cの範囲の温度で測定したときに活性は、20°Cと25°C（ 図1）との間の傾向の中断を除いて、温度とともに増加しました。これは、採餌早期3齢幼虫は、典型的な25℃の培養温度の±2℃以内の温度を好むことエインズリーと共同研究者により示されています。幼虫は半ば3齢期をさまよう入力するときしかし、彼らはやや低い温度2を好みます。その発見は、アッセイした動物の一部がより低い温度でよりアクティブに、そしてそれほどで放浪の段階にあったとことを示唆し、第三齢幼虫のための運動活性が25℃より20℃の大きい観察と一致します25°Cの通常の培養温度。 この方法はシンプルさ、客観性と堅牢なスループットを提供していますが、制限があります。現在のセットアップがPRしないため、上記のアプリケーションは、部分的には、比較的短い時間枠にわたって発生アッセイを表します食料源とovide幼虫。十分な栄養を確保することが長期間にわたって活性の変化を研究したり、長期的には概日リズムを測定することが必要であろう。 4％寒天プラグは低酸素状態を経験した幼虫をもたらす可能性がある、室と外部環境との間のガス交換を制限することができます。しかし、これは期間の毎分の間に幼虫の分当たりの平均移動を分析したとき、幼虫は記録期間にわたる活動の変化を示すように思われなかったので、20分のアッセイ期間内活性に影響を与えるようには見えない（ 図4） 。 デバイスレコードの位置が連続的に、それが引用した非自動化された方法と比較して、複数の動きを捕捉の改善を表しているので、しかし、いくつかの動きが検出を逃れるん。動物の非常に小さな動きが、このデバイスからの応答を誘発しない可能性があり、幼虫は1インフラ内周の方法で移動することができます不正確に低い読み取り値が得られ、隣接するビームを壊すことなく、赤色光。このタイプのエラーは、全ての処置群で発生することが予想されるので、それは誤った結果を引き起こす可能性は低いです。 3齢幼虫はこの分析の主要な焦点であるが、装置が非常に小さい第一及び第二齢幼虫同様（ 図3）の動きを測定することができます。予想されるように、若い動物で、毎分記録移​​動の数は、より大きな三齢動物のそれよりも低いです。 このデバイスの用途の全範囲を実証するためにまだ持っていますが、幼虫を含む研究のために、この装置の使用方法を多様化することができる他の適応の様々なものがあります。例えば、デバイスは、チューブの決定された領域に費やされた時間を表す「ドエル」の測定を可能にします。 A各種ショウジョウバエ幼虫タクシーに採用する場合に有益な情報を提供することができますssays。チューブが垂直の代わりに水平に配向されているように、その側に装置を配置することによって、人は幼虫走地性を測定することができます。走光性を測定するために、光の勾配は、幼虫が光やその不在のための好みを持っているかどうかをテスト、チューブ内に確立することができました。走化性を研究するために、被験物質を寒天プラグの上に配置することができ、幼虫の位置が、そのための好みや化学物質の回避を決定明らかにするかもしれません。 モニターシステムは、事前アッセイセットアップ中にすべてのパラメータを選択することにより、表1にまとめたさまざまな動きパラメータ、（ステップ3.6を参照）の分析を可能にする、実験者はアッセイ後に分析するためにどのパラメータを選択することができます。いずれかの設定が選択されていない場合は、そのデータは、 事後解析用には使用できません。これは、時間の各選択された期間の後、データが現在のカウントで凍結され、ホストコンピュータに保存されていることに留意すべきです。データ収集は、その後にリセットされますこの期間の後にゼロと時間間隔のデータポイントのシリーズを提供し、再び開始します。一つは、手動でデータの記録を終了するには終了する必要があります。 この方法を含む今後の研究は、滞留パラメータとその様々なアプリケーションの使用に焦点を当てます。また、それは試験食品を提供し、より多くの気体透過性材料14のための寒天プラグを交換することにより、そのような概日試験として、より長い期間にわたって起こることを可能にするプロトコルを開発することが可能です。乾燥条件は、15移動を阻害するような水分レベルは、同様に制御される必要があります。現在、このプロトコルは、実験的な様々な条件下で幼虫の活動の基本的なパラメータを評価するために正確な、シンプルでコスト効率の高い方法を提供します。

The use of Drosophila as a genetic tool has transformed scientific knowledge of biological systems. Drosophila larvae have been used in a variety of studies including nociception1, development2 and as a model for the study of human disease genes3. Drosophila activity encompasses a range of behaviors that vary under different conditions including temperatures2, exposure to drugs4 and amongst different genotypes. Yet, despite the significant use of the larva as a model organism, a simple, standardized method to analyze larval activity has not been available. Presently, many larval locomotion studies employ sophisticated video analysis software5. While powerful, the complexity of such automated tools may discourage labs that are not already equipped to study locomotion from including analysis of informative activity parameters in their studies. In other current non-automated methods, such as the grid crawling analysis, motion is scored by a human observer, which introduces the possibility of subjectivity and limits throughput to one animal at a time6-7. A similar study used a 5-lane crawling assay, which measured the time it took larvae to travel a certain linear distance8. In such non-automated assays, displacement is measured but this does not account for non-linear travel between the start and end points. As discussed below, the method described here accounts for more of the actual larval movement, is objective, easy to operate, and offers robust throughput.
To easily study larval activity behavior without the compromise of accuracy, efficiency, or cost, this method employs the TriKinetics Drosophila Activity Monitor (DAM), a device often used to study adult activity. Using one device to study both adult and larval activity is cost-effective, and allows direct comparison of motion by animals at these two life stages. The system, featuring the manufacturer&#8217;s highest level of resolution, makes use of 17 infrared detection beams per assay tube, which record larval activity when sensor beams are broken within the 16 individual tubes. The system then automatically saves recorded information to a computer, making it available for manipulation with basic graphing software. The data obtained represents the beams that were broken by individual larvae (which can be converted into a rate), movement when a larva stays within a detector beam and the position of the animals within the assay chambers during a recording period (allowing one to calculate position preference). The system is efficient and relatively simple to operate, and brings highly reproducible basic activity analysis within the reach of any laboratory studying Drosophila larvae.
To demonstrate the power of this assay, data are presented that show its use to verify differences in activity resulting from varying ambient temperatures, as well as through the comparison of a mutant previously described as hypoactive (iav1)9 with a widely analyzed control (w1118).

<table><tbody><tr><td>Drosophila Activity Monitor, Multibeam, 16 tubes, including wires</td><td>TriKinetics Inc.&amp;nbsp;</td><td>MB5</td><td></td></tr><tr><td>Power Supply Interface for Activity Monitor&amp;nbsp;</td><td>TriKinetics Inc.&amp;nbsp;</td><td>PSIU24</td><td></td></tr><tr><td>Glass 80 x 5 mm tubes for Activity Monitor (100)</td><td>TriKinetics Inc.&amp;nbsp;</td><td>PGT 5x80</td><td></td></tr><tr><td>DAMsystemMB1v6x Data Acquisitions Software for Macintonsh OSX (Intel)</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.trikinetics.com/&quot;&gt;www.trikinetics.com&lt;/a&gt;</td><td></td><td>free download</td></tr><tr><td>DAMFileScan 108x software for Macintosh</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.trikinetics.com/&quot;&gt;www.trikinetics.com&lt;/a&gt;</td><td></td><td>free download</td></tr><tr><td>USB software (PSIUdrivers.zip).</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.trikinetics.com/&quot;&gt;www.trikinetics.com&lt;/a&gt;</td><td></td><td>free download</td></tr><tr><td>DAMSystem Notes 308</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.trikinetics.com/&quot;&gt;www.trikinetics.com&lt;/a&gt;</td><td></td><td>free download</td></tr><tr><td>Zeiss Stemi 2000C- Stereo Microscope</td><td>Spectra Services</td><td>SP-STEMI2000C-BS</td><td></td></tr><tr><td>Carbon Dioxide</td><td>Maine Oxy</td><td></td><td>anaesthesia</td></tr><tr><td>Fly Pad</td><td>Genesee</td><td>59-114</td><td>surface for sorting anaesthetized flies</td></tr><tr><td>Small paint brush&amp;nbsp;</td><td>Winsor &amp;amp; Newton</td><td>#2 ROUND</td><td>or similar, used for sorting anaesthetized flies</td></tr><tr><td>Silk Screen Printing Mesh (160)</td><td>msj-gallery.com</td><td>SM160W63-3YD</td><td>pore sized used in this protocol was ~ 0.1 mm</td></tr><tr><td>Tegosept</td><td>Genesee</td><td>20-258</td><td>preservative</td></tr><tr><td>Ethanol (190proof)</td><td>Pharmco</td><td>111000190</td><td>used to dissolve Tegosept</td></tr><tr><td>6 oz Square Bottom Bottle (PP)</td><td>Genesee</td><td>32-130</td><td></td></tr><tr><td>&quot;Flugs&quot; for Plastic Fly bottles</td><td>Genesee</td><td>49-100</td><td></td></tr><tr><td>Drosophila Vials, Wide (PS)</td><td>Genesee</td><td>32-117</td><td></td></tr><tr><td>Flugs for wide plastic vials</td><td>Genesee</td><td>49-101</td><td></td></tr><tr><td>Yellow Degerminated Corn Meal</td><td>Gold Medal</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drosophila agar</td><td>LabScientific</td><td>FLY 8020</td><td></td></tr><tr><td>Baker&#039;s Yeast - Red Star</td><td>King Arthur Flour</td><td>1270</td><td></td></tr><tr><td>Granulated Sugar - Extra Fine</td><td>Domino</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

measurement of larval activity in the drosophila activity monitor

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This protocol repurposes an instrument often used to measure adult activity, the TriKinetics Drosophila activity monitor (MB5 Multi-Beam Activity Monitor) to study larval activity. The instrument can monitor the movements of animals in 16 individual 8 cm glass assay tubes, using 17 infrared detection beams per tube. Logging software automatically saves data to a computer, recording parameters such as number of moves, times sensors were triggered, and animals&#8217; positions within the tubes. The data can then be analyzed to represent overall locomotion and/or position preference as well as other measurements. All data are easily accessible and compatible with basic graphing and data manipulation software. This protocol will discuss how to use the apparatus, how to operate the software and how to run a larval activity assay from start to finish.

図1は、7つの異なる温度での幼虫の運動の違いを検出するための監視装置を使用し、1118ワット、制御3齢幼虫の温度応答試験の結果を示します。幼虫を洗浄し、上記のようにDAM活動装置に入れ、所望の温度に設定したインキュベーターに入れました。記録が開始される前に装置を5分間環境に順応させました。各幼虫を個別に20分間かけて移動するために分析し、毎分移動の平均数は、すべての動物について計算し、32匹の動物の各セットについて平均しました。データを分析し、表計算プログラムを使用してグラフ化しました。温度は20℃と25℃でのこのような傾向の中断を除いて、5度刻みで5〜35°Cからそれに対応して増加すると幼虫が大幅上昇活性を示しました。 違いはCOUていることを確認するにはLDを制御し、以前に低活動として記載の変異体との間で検出され、 非アクティブな幼虫（IAV 1）を試験しました。データは、32匹の動物のそれぞれについて、移動/分として分析し、平均値を計算しました。 図2に示すように、分析は、 非アクティブな幼虫が対照よりも有意に少ないモバイルたことを示しています。彼らは3齢幼虫よりもはるかに小さいですが、図3に示すように、活性第一及び第二齢幼虫は、また、測定した。20分アッセイの各分に3齢幼虫の活動は期間を通して比較的一貫性を維持することが示されました（ 図4）。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/52684/52684fig1.jpg" /> 1118幼虫歩行W図1は、5℃から変化する温度で記録した- 。35°Cの電力EacHカラムは、セットの中で平均毎分個々の動きと32 3齢動物の平均運動を表します。 *すべての平均は10°Cと15°C（p = 0.116）（異なる文字はスチューデントのt検定、有意差を示す）を除いて、互いに大きく異なります。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/52684/52684fig2.jpg" /> 20℃での非アクティブ （IAV 1）幼虫に比べて図2. 3齢制御幼虫は対照と比較して有意に少ないモビリティを1幼虫の出品IAV。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/52684/52684fig3.jpg" /> 図各幼虫期は20℃である。N = 32 で20分の記録間隔で第一、第二、第三齢幼虫の活性の測定3。 20分の記録間隔の各分に発生した動きの平均数を表示図4.ヒストグラムは32 3齢幼虫を20℃で検定しました。赤い線は毎分移動の数は全体の20分間隔の平均を表します。 <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/52684/52684fig5.jpg" /> ショウジョウバエアクティビティモニタのセットアップとPSIUインターフェース部とデス ​​クトップコンピュータとの接続を示す図5.図。インキュベータの内部が示されているが、インキュベーターを記録中に遮断されるようになっています。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><colgroup><col span="2" /></colgroup><tbody><tr><td>説明</td><td>パラメーター</td></tr><tr><td>データを記録するたびに幼虫は、ビームを横断し、追加のカウントが記録されている幼虫が移動する場合は、単一のビーム内の一方。 </td><td>カウンツ</td></tr><tr><td>フライは、別々のビーム間再配置するときにデータを記録するだけで、それがビーム内の動きを記録しません。 </td><td>移動</td></tr><tr><td>記録間隔で各秒目の動物の位置を記録します。このデータは、分析の過程で、各センサで過ごした時間の関数としての位置設定を明らかにする。 </td><td>ドエル</td></tr><tr><td>この設定は、動物が移動中にトリガされたセンサかを示す、チューブ内の動物の一般的な位置を解析します。 </td><td>ポジション</td></tr><tr><td>この設定は、設定された時間枠の間に収集されたデータは、デスクトップコンピュータに保存された周波数を決定します。 </td><td>記録間隔</td></tr></tbody></table> measuの表1の説明rementパラメータ（カウント、移動、ドウェルおよび体位）。 <img alt="ビデオ1" src="/files/ftp_upload/52684/52684vid1.jpg" /> ビデオ1 DAMシステムアッセイチューブ操作装置に挿入する前に。水分を呼気から凝縮によって提供されます。このレベルは、動物が浮いたり泳いさせることなく、試験期間を通じて幼虫の歩行を維持するのに十分である。 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52684/McParlandlarvamovinginmoistassaytube.mov" target="_blank">このビデオを見るにはこちらをクリックしてください。</a>

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Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

This report describes a method for measuring Drosophila larval activity using the TriKinetics Drosophila Activity Monitor. The device employs infrared beams to detect movements of up to 16 individual animals. Data can be analyzed to represent motion parameters including rates and the positions of the animals within the assay chambers.

幼虫活性の測定<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt;アクティビティモニタ

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This ...

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Biology

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

9.3K ビュー.  University of New England. This report describes a method for measuring Drosophila larval activity using the TriKinetics Drosophila Activity Monitor. The device employs infrared beams to detect movements of up to 16 individual animals. Data can be analyzed to represent motion parameters including rates and the positions of the animals within the assay chambers.

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Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) pacemakers or clocks. Malfunctions in the human circadian system are associated with numerous diseases or disorders. Much progress towards our understanding of the mechanisms underlying circadian rhythms has emerged from genetic screens whereby an easily measured behavioral rhythm is used as a read-out of clock function. Studies using Drosophila have made seminal contributions to our understanding of the cellular and biochemical bases underlying circadian rhythms. The standard circadian behavioral read-out measured in Drosophila is locomotor activity. In general, the monitoring system involves specially designed devices that can measure the locomotor movement of Drosophila. These devices are housed in environmentally controlled incubators located in a darkroom and are based on using the interruption of a beam of infrared light to record the locomotor activity of individual flies contained inside small tubes. When measured over many days, Drosophila exhibit daily cycles of activity and inactivity, a behavioral rhythm that is governed by the animal's endogenous circadian system. The overall procedure has been simplified with the advent of commercially available locomotor activity monitoring devices and the development of software programs for data analysis. We use the system from Trikinetics Inc., which is the procedure described here and is currently the most popular system used worldwide. More recently, the same monitoring devices have been used to study sleep behavior in Drosophila. Because the daily wake-sleep cycles of many flies can be measured simultaneously and only 1 to 2 weeks worth of continuous locomotor activity data is usually sufficient, this system is ideal for large-scale screens to identify Drosophila manifesting altered circadian or sleep properties.

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

We describe procedures for recording daily locomotor activity rhythms of Drosophila and subsequent data analysis. Locomotor activity rhythms are a reliable behavioral output of animal circadian clocks and are used as the standard readout of clock function when studying circadian mutants or examining how the environment regulates the circadian system.

に概日リズムと睡眠のパラメータを研究するために運動活性を測定するショウジョウバエ</em

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) ...

神経科学

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.

回転運動の定量化システム (リクエスト) を用いたキイロショウジョウバエの運動レベルの測定

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

遺伝学

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.

フライの日周期活動を定量化する手法

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

行動学

Quantitative Measurement of the Immune Response and Sleep in Drosophila

A complex interaction between the immune response and host behavior has been described in a wide range of species. Excess sleep, in particular, is known to occur as a response to infection in mammals 1 and has also recently been described in Drosophila melanogaster2. It is generally accepted that sleep is beneficial to the host during an infection and that it is important for the maintenance of a robust immune system3,4. However, experimental evidence that supports this hypothesis is limited4, and the function of excess sleep during an immune response remains unclear. We have used a multidisciplinary approach to address this complex problem, and have conducted studies in the simple genetic model system, the fruitfly Drosophila melanogaster. We use a standard assay for measuring locomotor behavior and sleep in flies, and demonstrate how this assay is used to measure behavior in flies infected with a pathogenic strain of bacteria. This assay is also useful for monitoring the duration of survival in individual flies during an infection. Additional measures of immune function include the ability of flies to clear an infection and the activation of NF&kappa;B, a key transcription factor that is central to the innate immune response in Drosophila. Both survival outcome and bacterial clearance during infection together are indicators of resistance and tolerance to infection. Resistance refers to the ability of flies to clear an infection, while tolerance is defined as the ability of the host to limit damage from an infection and thereby survive despite high levels of pathogen within the system5. Real-time monitoring of NF&kappa;B activity during infection provides insight into a molecular mechanism of survival during infection. The use of Drosophila in these straightforward assays facilitates the genetic and molecular analyses of sleep and the immune response and how these two complex systems are reciprocally influenced.

Quantitative Measurement of the Immune Response and Sleep in Drosophila

To understand a link between the immune response and behavior, we describe a method to measure locomotor behavior in Drosophila during bacterial infection as well as the ability of flies to mount an immune response by monitoring survival, bacterial load, and real-time activity of a key regulator of innate immunity, NF&kappa;B.

免疫応答やスリープ中の定量的測定<em&gt;ショウジョウバエ</em

A complex interaction between the immune response and  host behavior has been described in a wide range of species. Excess sleep, in  particular, is known ...

免疫・感染学

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.

アダルトキイロショウジョウバエのロコモーションの高解像度のビデオトラッキング

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

生物学

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

における自発運動量の測定<em&gt;キイロショウジョウバエ</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While these systems can provide a wealth of behavioral information, the cost and complexity of these systems can be prohibitive for many labs. We have developed a low-cost assay for measuring locomotive behavior and seizure movement in D. melanogaster. The system uses a web-cam to capture images that can be processed using a combination of inexpensive and free software to track the distance moved, the average velocity of movement and the duration of movement during a specified time-span. To demonstrate the utility of this system, we examined a group of D. melanogaster mutants, the Bang-sensitive (BS) paralytics, which are 3-10 times more susceptible to seizure-like activity (SLA) than wild type flies. Using this novel system, we were able to detect that the BS mutant bang senseless (bss) exhibits lower levels of exploratory locomotion in a novel environment than wild type flies. In addition, the system was used to identify that the drug metformin, which is commonly used to treat type II diabetes, reduces the intensity of SLA in the BS mutants.

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Using a webcam and a combination of free and inexpensive software programs, locomotive patterns in Drosophila melanogaster can be analyzed to detect differences in the speed, distance, and time of various motor activities.

における発作様活性を分析し、移動のための低コストの方法<em&gt;ショウジョウバエ</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

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.

ショウジョウバエの自発運動活性をアッセイする簡単な技術

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

<meta charset="utf8"></head><body>DAM2システムを用いた ショウジョウバエ のハイスループットヒートトレランス測定

Heat Tolerance Assays Using the Drosophila Activity Monitor System: A Guide to an Executable Application for Data Analysis

The study of heat tolerance in&#8239;Drosophila melanogaster has been of particular interest to researchers for decades, with a common approach to assessing heat tolerance being to monitor the time to knockdown (TKD) after exposure to an elevated temperature. Classically, flies are housed in individual vials and placed inside a heated water bath. TKD is then monitored manually by researchers. While very well-established, there remain problems of subjectivity and consistent application of a tangible definition of cessation of all movement, including muscular spasms, when implementing these manual assays. We have developed a high-throughput method for automating heat tolerance assays using the TriKinetics Drosophila Activity Monitors (DAM2). To accompany the DAM2 system, we have written a program and created an easy-use executable to automatically read the last time of movement from the activity data generated. This script then writes to a .csv file the time to heat paralysis (TKD) for each fly. Our data show that this automated DAM2 method is consistent and reliable. Meanwhile, activity profiles created from the activity count data are of interest. These activity profiles can be compiled and have the potential to expand heat tolerance assays to include the relatively unstudied behavioral components of heat tolerance. This protocol will describe in detail how to use the DAM2 system and the HoTDAM! software to estimate heat tolerance in D. melanogaster.

<meta charset="utf8"></head><body>ショウジョウバエ活動モニタシステムを使用した耐熱性アッセイ:データ解析のための実行可能アプリケーションのガイド

This report describes a method for measuring adult Drosophila melanogaster time to knockdown using a Drosophila Activity Monitor (DAM2) in response to an air conduction heat stressor within an incubator chamber. The DAM2 measures activity by recording individual fly movements as they cross an infrared beam. Data analysis is facilitated by a novel executable file created by the authors.

幼虫活性の測定

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に概日リズムと睡眠のパラメータを研究するために運動活性を測定するショウジョウバエ

回転運動の定量化システム (リクエスト) を用いたキイロショウジョウバエの運動レベルの測定

フライの日周期活動を定量化する手法

免疫応答やスリープ中の定量的測定

アダルトキイロショウジョウバエのロコモーションの高解像度のビデオトラッキング

における自発運動量の測定

における発作様活性を分析し、移動のための低コストの方法

ショウジョウバエの自発運動活性をアッセイする簡単な技術

ショウジョウバエ活動モニタシステムを使用した耐熱性アッセイ:データ解析のための実行可能アプリケーションのガイド

ショウジョウバエ活動モニタシステムを使用した耐熱性アッセイ:データ解析のための実行可能アプリケーションのガイド