A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
التنفس المتقدرية أمر حاسم لبقاء العضوي؛ ولذلك، معدل استهلاك الأوكسجين مؤشرا ممتازا للصحة المتقدرية. في هذا البروتوكول، يمكننا وصف استخدام ريسبيروميتير المتاحة تجارياً لقياس القاعدية ومعدلات استهلاك الأوكسجين القصوى في العيش، سليمة، وبحرية متحركة ايليجانس كاينورهابديتيس.
الوظيفة المتقدرية الأمثل حاسم بالنسبة للنشاط الخلوي صحية، خاصة في الخلايا التي تحتوي على متطلبات الطاقة العالية مثل تلك الموجودة في الجهاز العصبي والعضلات. يتفق مع هذا، ارتبط خلل mitochondrial بعدد وافر من أمراض الأعصاب والشيخوخة بشكل عام. وقد ايليجانس كاينورهابديتيس نظام نموذجي قوية لتوضيح تعقيدات كثيرة للوظيفة المتقدرية. التنفس المتقدرية يعد مؤشرا قويا للوظيفة المتقدرية ووضعت مؤخرا ريسبيروميتيرس منهاجا الدولة للفنون لقياس التنفس في الخلايا. في هذا البروتوكول، ونحن نقدم تقنية لتحليل سليمة، والعيش C. ايليجانس. هذا البروتوكول يمتد لفترة ~ 7 أيام ويتضمن خطوات لتنمو وتزامن C. ايليجانس، (2) إعداد المركبات بالحقن وترطيب المسابير، (3) المخدرات خرطوشة وتحميل الموازنة، (4) إعداد المقايسة دودة (1) لوحة والمقايسة تشغيل، وتحليل البيانات بعد التجربة (5).
وتنتج الإنزيمات في سلسلة نقل الإلكترون (إلخ) الموجود في غشاء الميتوكوندريا الداخلية الادينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، المصدر الرئيسي للطاقة الخلوية، في الميتوكوندريا. بيروفات، المستقلب رئيسية المستخدمة لإنتاج ATP المتقدرية، يتم استيراده في المصفوفة الميتوكوندريا حيث أنها ديكاربوكسيلاتيد لإنتاج أسيتيل مرافق إنزيم أ (CoA). وبعد ذلك، يدخل أسيتيل CoA دورة حمض الستريك أدى إلى توليد نيكوتيناميد الأدنين dinucleotide (NADH)، جزيء إلكترون رئيسية الناقل. كما يتم تمرير الإلكترونات من NADH إلى الأوكسجين عبر إلخ، والبروتونات بناء في الفضاء intermembrane الميتوكوندريا، مما يؤدي إلى توليد التدرج الكهروكيميائية عبر الغشاء. ثم ستتدفق هذه البروتونات من الفضاء intermembrane عبر هذا التدرج الكهروكيميائية العودة إلى المصفوفة المتقدرية عن طريق المسام بروتون من synthase ATP، القيادة التناوب وتركيب ATP1 (الشكل 1).
الوظيفة المتقدرية لا يقتصر على إنتاج الطاقة ولكن أيضا أمر حاسم لاستتباب الكالسيوم والأكسجين التفاعلية الأنواع (روس) المسح والمبرمج، حاسمة لتحديد المواقع وظيفتها في الصحة العضوي2. ويمكن تقييم الوظيفة المتقدرية باستخدام مجموعة متنوعة من الاختبارات، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، التحليلات التي تقيس غشاء الميتوكوندريا المحتملة ومستويات ATP وروس، وتركيزات الكالسيوم المتقدرية. بيد أن هذه الاختبارات توفر لقطة واحدة من الوظيفة المتقدرية ولذلك قد لا يوفر نظرة شاملة لصحة المتقدرية. نظراً لاستهلاك الأوكسجين أثناء توليد ATP يعتمد على عدد وافر تفاعلات متسلسلة، هو بمثابة مؤشر متفوقة من الوظيفة المتقدرية. من المثير للاهتمام، وقد لوحظت اختلافات في معدلات استهلاك الأوكسجين نتيجة خلل mitochondrial3،،من45.
ويمكن قياس معدلات استهلاك الأوكسجين (OCR) للعينات الحية باستخدام التقنيات التي يمكن تقسيم إلى مجموعتين: أمبيروميتريك الأكسجين وأجهزة الاستشعار وفوسفورات المستندة إلى البورفيرين التي يمكن أن تطفئ بالأكسجين6. وقد استخدمت على نطاق واسع أمبيروميتريك الأكسجين وأجهزة الاستشعار لتدبير التعرف الضوئي على الحروف في استزراع الخلايا، الأنسجة، وفي نظم نموذجية، مثل C. ايليجانس. ومع ذلك، تمتلك فوسفورات المستندة إلى البورفيرين التي تحتوي على ريسبيروميتيرس بالمزايا التالية: (1) أنها تسمح بإجراء مقارنة جنبا إلى جنب من عينتين في ثلاث نسخ، (2) أنها تتطلب حجم عينة أصغر (مثل الديدان 20 كل بئر مقابل ~ 2، 000−5، 000 الديدان الدائرة)7، و (3) ريسبيروميتير يمكن برمجتها للقيام بأربع حقن مركبة مختلفة في المطلوب مرات في جميع أنحاء تشغيل تجريبي، مما يلغي الحاجة للتطبيق اليدوي.
في هذا البروتوكول، وهي الخطوات المتضمنة في استخدام ريسبيروميتير الاستشعار الأوكسجين البورفيرين المستندة إلى تدبير التعرف الضوئي على الحروف في العيش، سليمة C. ايليجانس وصف. بينما هناك بروتوكول مكتوب لاستخدام بشكل كبير، الإنتاجية العالية ريسبيروميتير8، تم تكييفها للاستخدام مع أداة ودية وسهلة المنال، وأصغر من حجم ميزانية أكثر هذا البروتوكول. هذا البروتوكول مفيدة بشكل خاص لتقييم الفرق بين السلالات اثنين، حيث الفرز الفائق غير مطلوب وسيكون استعماله المفرط في التعرف الضوئي على الحروف.
ملاحظة: الرقم 2 لمحة تخطيطي للبروتوكول بالكامل.
1-النمو والمزامنة من السكان السلكية9،10
2-إعداد المركبات بالحقن والماء من المسابر
ملاحظة: أثناء فحص تشغيل، يتم قياس معدلات التنفس القاعدية والقصوى على حد سواء للخيطيات. يتم تشغيل التنفس القصوى في الحيوانات عند إضافة الكربونيل السيانيد-4 (تريفلورميثوكسي) فينيلهيدرازوني (فككب)، يفصل ionophore التي تزعج غشاء الميتوكوندريا المحتملة ومن ثم توليف ATP بنقل البروتونات عبر غشاء الميتوكوندريا، بينما يسمح لضخ البروتون، نقل الإلكترون، واستهلاك الأوكسجين المضي قدما4،15 فصل من التوليف ATP (الشكل 1). الخطوة النهائية في الإنزيم ينطوي على إضافة أزيد الصوديوم (نان3)، دواء الذي يحول دون المجمعات الرابع والخامس في إلخ، مما يسمح أحد لتحديد التنفس غير المتقدرية16 (الشكل 1). الخطوات التالية التي يمكن أن يؤديها في اليوم قبل تشغيل الفحص الفعلي.
3-المخدرات خرطوشة وتحميل الموازنة
4-إعداد لوحة دودة والمقايسة تشغيل
5-تحليل البيانات تجربة ما بعد
استخدام البروتوكول الموضحة هنا، التعرف الضوئي على الحروف من الحيوانات البرية نوع وثلاثة مختلفة sel-12 المسخ تم تحديد سلالات. بترميز sel-12 أورثولوج C. ايليجانس presenilin17. الطفرات في بريسينيلين البشرية هي انحراف الوراثية الأكثر شيوعاً المقترنة بتطوير ...
التنفس المتقدرية مؤشرا الثاقبة من الوظيفة المتقدرية؛ ولذلك، أن تكون قادرة على قياس معدلات استهلاك الأكسجين في نظام البيولوجي، سواء في المختبر أو في الحية قيمة للغاية. بمعنى ريسبيروميتيرس مستويات الأوكسجين باستخدام فوسفورات المستندة إلى البورفيرين التي تحصل على مروي بالأكسجين أو عن طري...
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
الكتاب يود أن ينوه الدكتور كيفين Bittman لقيادته في إنشاء XFp فرس البحر في المختبر. المعاهد الوطنية "للصحة" منح GM088213 تؤيد هذا العمل.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100 mm, 60 mm Petri dishes | Kord-Valmark Labware Products | 2900, 2901 | |
1.5 mL centrifuge tubes | Globe Scientific | 6285 | |
15 mL conical tubes | Corning | 430791 | |
22 × 22 mm coverslip | Globe Scientific | 1404-10 | |
50 mL conical tubes | Corning | 430829 | |
Agar | Fisher Scientific | BP1423-2 | |
Bacto peptone | BD, Bacto | 211677 | |
Bacto tryptone | BD, Bacto | 211705 | |
Bacto yeast extract | BD, Bacto | 212705 | |
Bleach | Generic | ||
Calcium chloride dihydrate (CaCl2·2H2O) | Fisher Scientific | C79-500 | |
Carbonyl cyanide 4-(trifluoromethoxy)phenylhydrazone (FCCP) | Abcam | ab120081 | |
Cholesterol | Fisher Scientific | C314-500 | |
Deionized water (dH2O) | |||
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Thomas Scientific | C987Y85 | |
Glass Pasteur pipettes | Krackeler Scientific | 6-72050-900 | |
Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4·7H2O) | Fisher Scientific | BP213-1 | |
Potassium phosphate dibasic (K2HPO4) | Fisher Scientific | BP363-1 | |
Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) | Fisher Scientific | P285-500 | |
Sodium chloride | Fisher Scientific | BP358-10 | |
Sodium hydroxide (NaOH) | Fisher Scientific | BP359-500 | |
Sodium phosphate dibasic anhydrous (Na2HPO4) | Fisher Scientific | BP332-1 | |
Seahorse XFp Analyzer | Agilent | ||
Seahorse XFp FluxPak | Agilent | 103022-100 | |
Sodium Azide | Sigma-Aldrich | S2002 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved