high-resolution-video-tracking-locomotion-adult-drosophila

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 ...

Genetic causes for disturbances of locomotor behavior can be due to muscle, peripheral neuron, or central nervous system pathologies. The Drosophila melanogaster homolog of human CASK (also known as caki or camguk) is a molecular scaffold that has been postulated to have roles in both locomotion and plasticity. These conclusions are based on studies using overlapping deficiencies that largely eliminate the entire CASK locus, but contain additional chromosomal aberrations as well. More importantly, analysis of the sequenced Drosophila genome suggests the existence of multiple protein variants from the CASK locus, further complicating the interpretation of experiments using deficiency strains. In this study, we generated small deletions within the CASK gene that eliminate gene products containing the CaMK-like and L27 domains (CASK-Î²), but do not affect transcripts encoding the smaller forms (CASK-Î±), which are structurally homologous to vertebrate MPP1. These mutants have normal olfactory habituation, but exhibit a striking array of locomotor problems that includes both initiation and motor maintenance defects. Previous studies had suggested that presynaptic release defects at the neuromuscular junction in the multigene deficiency strain were the likely basis of its locomotor phenotype. The locomotor phenotype of the CASK-Î² mutant, however, cannot be rescued by expression of a CASK-Î² transgene in motor neurons. Expression in a subset of central neurons that does not include the ellipsoid body, a well-known pre-motor neuropil, provides complete rescue. Full-length CASK-Î², while widely expressed in the nervous system, appears to have a unique role within central circuits that control motor output.

Central regulation of locomotor behavior of Drosophila melanogaster depends on a CASK isoform containing CaMK-like and L27 domains.

Genetische Ursachen f&uuml;r St&ouml;rungen des Bewegungsapparates Verhalten k&ouml;nnen durch Muskeln, periphere Neuron oder Erkrankungen des zentralen Nervensystems sein. Die Drosophila Melanogaster Homolog des menschlichen CASK (auch bekannt als Caki oder Camguk) ist eine molekulare Ger&uuml;st, die Rollen in Fortbewegung und Plastizit&auml;t zu haben postuliert worden ist. Diese Schlussfolgerungen basieren auf Studien mit &uuml;berlappenden M&auml;ngel, die weitgehend der gesamte d&uuml;nn GESCHNITTENES Locus beseitigen, aber enthalten auch zus&auml;tzliche Chromosomenaberrationen. Noch wichtiger ist, geht die Analyse des sequenzierten Genoms Taufliege die Existenz von mehreren Protein-Varianten aus der Fass-Locus, weiter erschweren die Interpretation der Experimente mit Mangel-St&auml;mme. In dieser Studie haben wir erzeugt kleine Deletionen innerhalb der Fass-gen, das Genprodukte, die mit die CaMK-Like zu beseitigen und die L27 Dom&auml;nen (d&uuml;nn GESCHNITTENES-&beta;), aber haben keinen Einfluss auf die Abschriften, die Codierung der kleineren Forms (d&uuml;nn GESCHNITTENES-&alpha;), die strukturell Homologen zu vertebrate MPP1 sind. Diese Mutanten haben normale olfaktorischen Gew&ouml;hnung, aber zeigen eine auffallende Array lokomotorische Probleme, die Einleitung und motor Wartung M&auml;ngel enth&auml;lt. Fr&uuml;here Studien hatte vorgeschlagen, dass pr&auml;synaptischen Freisetzung M&auml;ngel an der neuromuskul&auml;ren Synapse in der multigene Mangel Belastung wahrscheinlich Grundlage f&uuml;r seinen Bewegungsapparat Ph&auml;notyp waren. Der Bewegungsapparat Ph&auml;notyp der Fass-&beta;-Mutant, kann nicht jedoch Ausdruck einer Fass-&beta;-Transgen in Motoneuronen gerettet werden. Ausdruck in eine Teilmenge der zentralen Neuronen, die keine Ellipsoid K&ouml;rper, einem bekannten pr&auml;motorischen Neuropil beinhaltet bietet vollst&auml;ndige Rettung. In Fass-&beta;, wird angezeigt, w&auml;hrend im Nervensystem, Allgemein ausgedr&uuml;ckt, eine einzigartige Rolle in zentralen Schaltungen zu haben, die Motorleistung zu steuern.

Zentrale Regulierung der lokomotorische Verhalten von Drosophila Melanogaster h&auml;ngt davon ab, eine d&uuml;nn GESCHNITTENES Isoform mit CaMK-&auml;hnliche und L27 Dom&auml;nen.

Justin B. Slawson

Biography

JoVE Journal Publications

Other Publications