Измерение потребленияO2 у Drosophila melanogaster с помощью кулонометрической микрореспирометрии

Summary

Кулонометрическая респирометрия идеально подходит для измерения скорости метаболизма мелких организмов. При адаптации к Drosophila melanogaster в настоящем исследовании измеренное потребление_O2 было в пределах диапазона, о котором сообщалось для дикого типа D. melanogaster в предыдущих исследованиях. Потребление_O2 мухой мутантами CASK , которые меньше по размеру и менее активны, было значительно ниже, чем у дикого типа.

Abstract

Кулонометрическая микрореспирометрия является простым и недорогим методом измерения потребления_O2 мелкими организмами при сохранении стабильной среды. Кулонометрический микрореспирометр состоит из герметичной камеры, в которой расходуется О2, а вырабатываемый организмом_СО2 удаляется абсорбирующей средой. Результирующее снижение давления запускает производство электролитического O2, а количество произведенного_O2 измеряется путем регистрации количества заряда, использованного для его генерации. В настоящем исследовании метод был адаптирован к Drosophila melanogaster, протестированному в небольших группах, с чувствительностью аппарата и условиями окружающей среды, оптимизированными для высокой стабильности. Количество O₂, потребляемое мухами дикого типа в этом аппарате, соответствует тому, которое было измерено в предыдущих исследованиях. Массовое потребление_O2 мутантами CASK, которые меньше по размеру и, как известно, менее активны, не отличалось от конгенной контрольной группы. Тем не менее, небольшой размер мутантов CASK привел к значительному снижению потребления_O2 в расчете на муху. Таким образом, микрореспирометр способен измерять потребление_О2 у D. melanogaster, может различать скромные различия между генотипами и добавляет универсальный инструмент для измерения скорости метаболизма.

Introduction

Способность измерять скорость метаболизма имеет решающее значение для полного понимания организма в его экологическом контексте. Например, необходимо измерить скорость метаболизма, чтобы понять ее роль в продолжительности жизни¹, роль диеты в метаболизме² или порог гипоксического стресса³.

Существует два основных подхода к измерению скорости метаболизма⁴. Прямая калориметрия измеряет расход энергии напрямую, измеряя выработку тепла. Косвенная калориметрия измеряет выработку энергии другими способами, часто с помощью респирометрического измерения ....

Protocol

1. Разведение и сбор мух

1. Содержать мух при температуре 25 °C в узких флаконах, содержащих стандартный корм для дрозофилы .
   ПРИМЕЧАНИЕ: Размер выборки для каждого генотипа должен состоять, по крайней мере, из девяти репликаций, каждый из которых состоит из одной камеры ?.......

Discussion

Приведенная выше методика демонстрирует измерение потребления_О2 у D. Melanogaster с помощью электронного кулонометрического микрореспирометра. Полученные данные о потреблении_О2 у D. melanogaster дикого типа находились в пределах диапазонов, описанных в большинстве предыдущи.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
19/22 Thermometer Adapter	Wilmad-Labglass	ML-280-702	Sensor Plug
2 ml Screwcap Tubes	Fisher	3464	O2 generator
2-Pin Connector	Zyamy	40PIN-RFB10	O2 generator: cut to 2-pin
4-Pin Female Connector	TE Connectivity	215299-4	Sensor Plug
5 ml Polypropylene Tube	Falcon	352063	Cut to 5.5 cm and perforated
50 ml Schlenk Tube 19/22 Joint	Laboy	HMF050804	Chamber
6-Conductor Cable	Zenith	6-Conductor 26 ga	Cable
6-Pin Female Bulkhead Connector	Switchcraft	17982-6SG-300	Controller
6-Pin Female Connector	Switchcraft	18982-6SG-522	Sensor plug
6-Pin Male Connector	Switchcraft	16982-6PG-522	Cable
800 ul centrifuge tube	Fisher	05-408-120	Soda Lime Cartridge
ABS Plastic Enclosure	Bud Industries	PS-11533-G	Controller
Arduino Nano Every	Arduino LLC	ABX00028	Controller
BME 280 Sensor	DIYMall	FZ1639-BME280	Sensor Plug
Circuit Board	Lheng	5 X 7 cm	Controller
Copper Sulfate	BioPharm	BC2045	O2 Generator
Computer	Azulle	Byte4	Data Acquisition
Cotton Rolls	Kajukajudo	#2	Cut in half to plug fly tubes Cut in quarters for humidity
Environmental Chamber	Percival	I30 VLC8	Fly Care
Epoxy	JB Weld	Plastic Bonder	Secure Electrodes in O2 Generator
Fly Food	Lab Express	Type R	Fly Care
Keck Clamps	uxcell	a20092300ux0418	Secures glass joint of chamber to plug
Low-Viscosity Epoxy	Loctite	E-30CL	Sensor Plug
OLED Display	IZOKEE	IZKE31-IIC-WH-3	Controller
Platinum Wire 24 ga	uGems	14349	O2 generator
Silicone grease	Dow-Corning	High Vacuum Grease	Seals chamber-plug connection
Soda Lime	Jorvet	JO553	CO2 absorption
Toggle Switch	E-Switch	100SP1T1B1M1QEH	Controller
USB Cable	Sabrent	CB-UM63	Controller
USB Hub	Atolla	Hub 3.0	Connect controllers to computer
Water bath	Amersham	56-1165-33	Temperature Control
Water Bath Tank	Glass Cages	15-liter rimless acrylic	Bath for Respirometers