JoVE Logo

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Kulometrik respirometri, küçük organizmaların metabolik hızını ölçmek için idealdir. Bu çalışmada Drosophila melanogaster için uyarlandığında, ölçülenO2 tüketimi, önceki çalışmalarda vahşi tip D. melanogaster için bildirilen aralık içindeydi. Daha küçük ve daha az aktif olan CASK mutantları tarafından sinek başınaO2 tüketimi, vahşi tipten önemli ölçüde daha düşüktü.

Özet

Kulometrik mikrorespirometri, istikrarlı bir ortamı korurken küçük organizmalarınO2 tüketimini ölçmek için basit ve ucuz bir yöntemdir. Bir kulometrik mikrorespirometre,O2'nin tüketildiği ve organizma tarafından üretilen CO2'nin emici bir ortam tarafından uzaklaştırıldığı hava geçirmez bir odadan oluşur. Ortaya çıkan basınç düşüşü elektrolitik O2 üretimini tetikler ve üretilenO2 miktarı, onu üretmek için kullanılan yük miktarı kaydedilerek ölçülür. Bu çalışmada yöntem, aparatın hassasiyeti ve yüksek stabilite için optimize edilmiş çevresel koşullar ile küçük gruplar halinde test edilen Drosophila melanogaster'e uyarlanmıştır. Bu aparattaki yabani tip sinekler tarafından tüketilen O2 miktarı, önceki çalışmalarla ölçülenle tutarlıdır. Daha küçük ve daha az aktif olduğu bilinen CASK mutantları tarafından kütleye özgüO2 tüketimi, konjenik kontrollerden farklı değildi. Bununla birlikte, CASK mutantlarının küçük boyutu, uçuş başınaO2 tüketiminde önemli bir azalmaya neden oldu. Bu nedenle, mikrorespirometre D. melanogaster'de O2 tüketimini ölçebilir, genotipler arasındaki mütevazı farklılıkları ayırt edebilir ve metabolik hızları ölçmek için çok yönlü bir araç ekler.

Giriş

Metabolik hızı ölçme yeteneği, bir organizmanın çevresel bağlamında tam olarak anlaşılması için çok önemlidir. Örneğin, yaşam süresi1'deki rolünü, diyetin metabolizmadakirolünü 2 veya hipoksik stres eşiğini3 anlamak için metabolik hızı ölçmek gerekir.

Metabolizma hızını ölçmek için iki genel yaklaşım vardır4. Doğrudan kalorimetri, ısı üretimini ölçerek doğrudan enerji harcamasını ölçer. Dolaylı kalorimetri, enerji üretimini başka yollarla, genellikle O 2 tüketiminin (VO2), CO2 üretiminin veya her ikisinin respirometrik ölçümü yoluyla ölçer. Drosophila melanogaster5 dahil olmak üzere küçük ektotermlere doğrudan kalorimetri uygulanmış olsa da, respirometri teknik olarak daha basittir ve daha yaygın olarak kullanılır.

Yabani tip ve mutant D. melanogaster'de metabolik hızı ölçmek için çeşitli respirometri formları başarıyla kullanılmış ve sıcaklık6, sosyal çevre 3, diyet 3,7 ve nörogelişimsel bozuklukların8 metabolik etkileri hakkında fikir vermiştir. Bunlar, maliyet ve karmaşıklık açısından önemli ölçüde farklılık gösteren iki sınıfa ayrılır. Manometri, sineklerin bir CO2 emici içeren ve ince bir kılcal damar yoluyla bir sıvı rezervuarına bağlanan kapalı bir odaya yerleştirildiği en basit ve en ucuz 9,10'dur. O 2 tüketildikçe ve CO2 emildikçe, odadaki basınç azalır ve sıvı kılcal damara çekilir. Kılcal damarın sıvı dolu hacmi bu nedenle VO2 ile orantılıdır. Kılcal damardaki sıvının uyguladığı kuvveti telafi eden daha ayrıntılı versiyonlar da D. melanogaster 1'de kullanılmıştır. Manometri, basit ve ucuz olma avantajlarına sahiptir, ancak basınca duyarlı olduğu için sabit çevre koşulları gerektirir. Ayrıca, tüketilen O2 yerine konmadığı için, O2'nin (PO2) kısmi basıncı odaların içinde kademeli olarak azalır.

Gaz analizi kullanan respirometri de D. melanogaster için düzenli olarak kullanılmaktadır. Bu durumda, gazlar sinek içeren kapalı odalardan düzenli aralıklarla örneklenir ve bir kızılötesi analizöregönderilir 2,6,11. Bu tip aparatlar, ticari olarak temin edilebilmesi, çevresel koşullara daha az duyarlı olması ve numune alma sırasında gazların yenilenmesi ve böylece PO2'nin stabil kalması gibi avantajlara sahiptir. Bununla birlikte, ekipmanın çalıştırılması pahalı ve karmaşık olabilir.

Yakın zamanda geliştirilen bir kulometrik mikrorespirometre12, mevcut sistemlere ucuz, hassas ve istikrarlı bir alternatif sunar. Uygulamada, bir organizmaO2 tükettiği hava geçirmez bir odaya yerleştirilir ve solunan CO2 emici bir malzeme tarafından uzaklaştırılır, bu da oda basıncında net bir azalmaya neden olur. İç basınç önceden ayarlanmış bir eşiğe (AÇIK eşik) düştüğünde, akım bir elektrolitikO2 jeneratöründen geçirilir ve basıncı elektrolizi durduran ikinci bir eşiğe (OFF-eşik) döndürür. O2 jeneratörü boyunca yük transferi, odayı yeniden basınçlandırmak için gereken O2 miktarı ile doğru orantılıdır ve bu nedenle organizma4 tarafından tüketilenO2'yi ölçmek için kullanılabilir. Yöntem oldukça hassastır, V O2'yi hassas bir şekilde ölçer ve O2'nin düzenli olarak değiştirilmesi, PO2'yi saatler veya günler boyunca neredeyse sabit bir seviyede tutabilir.

Bu çalışmada kullanılan kulometrik mikrorespirometre, çok modlu (basınç, sıcaklık ve nem) bir elektronik sensör kullanır. Sensör, basınçtaki küçük değişiklikleri algılayan ve düşük basınç eşiğine12 ulaşıldığındaO2 üretimini etkinleştiren bir mikrodenetleyici tarafından çalıştırılır. Bu aparat raf parçalarından monte edilir, çok çeşitli odalar ve deney ortamları ile kullanılabilir ve vücut kütlesi ve sıcaklığının Tenebrio molitor böceği üzerindeki etkilerini incelemek için başarıyla kullanılmıştır. Bu çalışmada, mikrorespirometre, T. molitor kütlesinin yaklaşık% 1'ine sahip olan D. melanogaster'de O2 tüketimini ölçmek için uyarlanmıştır. O2 üretimini aktive etme eşiği düşürülerek aparatın hassasiyeti arttırılmıştır ve sıcaklık kontrollü bir su banyosunda deneyler yapılarak ve odaların içindeki nem% 100 veya buna yakın tutularak çevresel stabilite arttırılmıştır.

Membranla ilişkili guanilat kinazlar (MAGUK) ailesinin bir parçası olan CASK (Calmodulin'e bağımlı Serin Protein Kinaz) proteini, farklı çoklu protein komplekslerinde moleküler bir iskeledir ve CASK'deki mutasyonlar, insanlarda ve D. melanogaster'de nörogelişimsel bozukluklarla ilişkilidir 13,14. Canlı bir D. melanogaster mutantı, CASKΔ18, dopaminerjik nöronların 15 aktivitesini bozar ve konjenik kontrollere kıyasla aktivite seviyelerini %50'den fazla azaltır14,16. CASK mutantlarının azalmış aktivite seviyeleri ve katekolaminlerin metabolizmayı düzenlemedeki rolü17 nedeniyle, standart metabolik hızlarının ve dolayısıylaO2 tüketiminin kontrollere kıyasla önemli ölçüde azalacağını varsaydık.

O2 tüketimi CASKΔ18 ve bunların vahşi tip türdeşleri w(ex33) cinsinden ölçülmüştür. Sinek grupları respirometri odalarına yerleştirildi, O 2 tüketimi ölçüldü, O2 tüketimi hesaplandı ve hem kütleye özgü hem de sinek başına ifade edildi. Cihaz, önceki çalışmalarla tutarlı olan vahşi tip sineklerde V O2 kaydetti ve vahşi tip ve CASK mutant sineklerinin sinek başınaO2 tüketimini ayırt edebildi.

Protokol

1. Sinek yetiştirme ve toplama

  1. Sinekleri 25 °C'de standart Drosophila gıdası içeren dar şişelerde muhafaza edin.
    NOT: Her genotip için numune büyüklüğü, her biri aşağıda açıklandığı gibi kurulmuş 15-25 sinek içeren tek bir respirometre odasından oluşan en az dokuz kopyadan oluşmalıdır.
  2. Sinekleri 2-3 günde bir aktarın.
  3. CO2 ile sinekleri uyuşturun, her genotipten 15-25 erkekten oluşan grupları toplayın ve her grubu taze, mayasız gıda şişelerine yerleştirin.
    NOT: Üreme durumuna bağlı değişkenliği azaltmak için erkekler kullanılmıştır. Yöntem her iki cinsiyet için de geçerlidir.
  4. Sineklerin 25 °C'de en az 24 saat iyileşmesine izin verin.
    NOT: Deney sırasında sinekler 1-4 günlük olmalıdır. Adım 1.3'te açıklanan toplama sıklığı, sineklerin yaş aralığını daraltmak için ayarlanabilir.

2. Respirometre odasının kurulumu ve montajı

  1. Su banyosunu açın ve deney için istenen sıcaklığa ayarlayın.
    NOT: Aşağıdaki deneyler 25 °C'de 50 mL Schlenk tüpleri kullanılarak oda olarak gerçekleştirilmiştir. Bileşenler, Şekil 1A, 1B ve 1C'de gösterildiği gibi monte edilmelidir.
  2. Bir laboratuvar bezine (doğrudan eklemin üzerine değil) %70 etanol püskürterek ve sensör tapasındaki tozu ve eski gresi silerek odaların ve sensör tapalarının buzlu cam bağlantılarını iyice temizleyin (Şekil 1A). Etanolü yeni bir laboratuvar mendiliyle silin.
  3. Nemi stabilize etmek için haznenin dibine arıtılmış suya batırılmış 1 cm'lik pamuk rulosu yerleştirin.
    1. Pamuk rulosunun dibinde küçük bir havuz oluşturacak kadar su (~0,5 mL) ekleyin.
  4. Haznenin eklemine dökülen suyu silin.
  5. Sinekleri bir huni kullanarak etiketli polipropilen tüplere aktarın.
    1. Tüpü pamuklu bir rulo ile takın.
      NOT: Tüpler, 5,5 cm uzunluğa kadar kesilmiş ve deney odası ile serbest hava değişimine izin vermek için sıcak bir bıçakla delinmiş 5 mL'lik bir polipropilen test tüpünden oluşur. CO2 anestezisinin metabolik anormalliklere neden olduğu bilinmektedir, bu nedenle sinekler anestezi olmadan transfer edilir ve bu da sinekleri kaybetmemek için daha fazla özen gerektirir.
  6. Her respirometre odasına (ıslak pamuğun üstüne) sinekli bir havalandırmalı tüp ekleyin.
  7. Soda kireç kartuşlarını (tüp başına 4-5 topak) doldurun ve haznenin içindeki sinekleri içeren tüpün üstüne yerleştirin.
    NOT: Soda kireç kartuşları, elektrikli matkapla 4-5 kez delinmiş 800 μL santrifüj tüplerinden oluşur.
  8. O2 jeneratörlerini havalandırma delikleri seviyesinin altında doymuş bakır sülfat (CuS04) çözeltisi ile doldurun
    NOT: O2 jeneratörleri, dişlerin altına 4 delik açılmış vidalı kapaklı santrifüj tüplerinden oluşur. Platin (Pt) ve Bakır (Cu) elektrotlar iki pimli konektöre lehimlenir, kapakta açılan deliklere yerleştirilir ve epoksi ile yapıştırılır. CuS04'ün elektrolizi, deney organizması tarafından tüketilenO2'yi üretir. CuS04 omurgasızlar için toksiktir, dökülmeleri veya sızıntıları önleyin ve hemen temizleyin.
  9. Doldurulmuş O2 jeneratörünü sensör fişindeki iki pimli konektöre bağlayın.
    NOT: Bakır katot, kontrolörün negatif çıkışı ve platin anot ile pozitif kabloya bağlanmalıdır. Ters bağlantılar, denemenin başarısız olmasına neden olur.
  10. Sensör tapasının buzlu cam bağlantısının karşı taraflarına iki küçük damla şeffaf silikon gres yerleştirin.
  11. Tapayı hazneye yerleştirin ve mafsaldaki gresi yaymak için tapayı (veya hazneyi) orta basınçla döndürün.
    1. Fazla gresi bir laboratuvar bezi ile silin.
  12. Haznelerdeki tapaları sabitlemek için plastik Keck kelepçelerini eklemlere takın. Monte edilen oda Şekil 1C'deki gibi görünmelidir.
  13. Günün deneyi için kullanılan oda sayısı için yukarıdaki adımları tekrarlayın.
    NOT: Kaydedilebilecek oda sayısı, bilgisayardaki kullanılabilir odacıkların, denetleyicilerin ve USB girişlerinin sayısıyla sınırlıdır. Mevcut deneyler için, yedi oda normalde paralel olarak çalıştırıldı. Mutantlar gibi deneysel sinekler uygun kontrollerle eşleştirilmelidir. Aynı şekilde kurulmuş ancak sinekler olmadan kurulmuş bir oda, çevresel varyasyon için bir kontrol olarak her deneye dahil edilmelidir. Farklı tedaviler (mutant, vahşi tip, sinek) içeren odalar deneyler arasında döndürülmelidir.
  14. Monte edilmiş odaları, musluklar açıkken su banyosundaki bir rafa yerleştirin (Şekil 1E).
    NOT: Sirkadiyen varyasyonu önlemek için, burada açıklanan tüm deneyler için banyoya 9:30 ile 9:50 saatleri arasında odalar yerleştirildi.
  15. Muslukları açık bırakın (Kolu musluklara paralel tutun).
    NOT: Musluklara su girmemesine dikkat edin.
  16. Musluklar açıkken odaların yaklaşık 30 dakika dengelenmesine izin verin.
    NOT: Hazne dengelenirken, elektronik aksamı bağlayın ve aşağıda açıklandığı gibi veri toplamayı ayarlayın.

3. Denetleyicileri ve bilgisayarı kurma

  1. O2 jeneratörlerine akım sağlayan anahtarların KAPALI konumda olduğundan emin olun (konektörden uzakta; Şekil 1D).
  2. Her denetleyici kutusunu kullanılabilir bir Evrensel seri veri yolu (USB) bağlantı noktasına takın.
    NOT: Başka bir yerde açıklanan kontrol ünitelerinin yapımı ve programlanması12.
  3. 6 iletkenli kablolar kullanarak kontrolörleri respirometre odalarına bağlayın.
  4. Denetleyicilerin organik ışık yayan diyot (OLED) ekranlarının (Şekil 1D) çevresel parametreleri gösterip göstermediğini kontrol edin.
  5. Kontrolör üzerindeki anahtarı kullanarak O2 jeneratörlerini kısaca açın (Şekil 1D).
    1. Akım değeri sıfırdan 35 ila 55 mA arasına yükselirse, kontrolör ve oda deneylere hazırdır.
  6. Aşağıda açıklandığı gibi, denetleyiciler tarafından hangi COM bağlantı noktalarının kullanıldığını belirleyin.,
    1. Microsoft Windows'ta Başlat simgesine tıklayın.
    2. Ayarlar simgesine tıklayın.
    3. Bluetooth ve Cihazlar'ı tıklayın.
    4. Denetleyicilerin ve COM bağlantı noktalarının aygıt listesinde göründüğünden emin olun.
  7. Masaüstünde PuTTY'yi açın ve aşağıda açıklandığı gibi respirometrenin her kanalı için bir günlük dosyası oluşturun.
    NOT: PuTTY, COM bağlantı noktaları aracılığıyla bilgisayara veri aktarmak için kullanılan ücretsiz bir güvenli kabuk ve telnet istemcisidir.
    1. "Seri hat" kutusuna bağlantı noktasının numarasını yazarak bir denetleyici için COM bağlantı noktasını seçin (Şekil 2A).
    2. Günlüğe kaydetme'ye tıklayın.
    3. "Oturum günlüğü"nde Yazdırılabilir Çıktı'yı seçin (Şekil 2B).
    4. Günlük Dosyası Adı altında, Gözat'ı tıklatın.
    5. Tercih edilen klasörde, açıklayıcı bilgiler içeren bir dosya adı oluşturun (örneğin, tarih, tür, COM bağlantı noktası numarası).
    6. Kaydet'i tıklayın.
    7. Aç'a tıklayın. Günlüğe kaydedilen virgülle ayrılmış verileri gösteren bir pencere açılacaktır (Şekil 2C).
    8. Deneme için kullanılan diğer tüm denetleyiciler için tekrarlayın. Her COM bağlantı noktasına giriş ayrı bir pencere olarak görünecektir (Şekil 2D).

4. Deneyleri çalıştırma

  1. Hazneler 30 dakika dengelendikten sonra, muslukları kapatarak kapatın.
  2. Sabit bir ortam sağlamak için banyoyu ve odaları polistiren köpük kutu ile örtün.
  3. Bir saat daha dengelenmesine izin verin.
  4. Kontrol kutusundaki anahtarı kullanarak her odanın O2 jeneratörüne giden akımı açın.
  5. O2 jeneratörleri etkinleştirildiğinde, basıncın önceden ayarlanmış KAPALI basınca yükseldiğinden emin olun.
    NOT: Bu deney serisinde "KAPALI" basınç olarak atmosfer basıncının biraz üzerinde olan 1017 hPa kullanılmıştır. Ortam basıncına dönüş, odalardan gaz sızıntısını gösterecektir. Ayrıca, ortam barometrik basıncından bağımsız olarak deneylerde aynı basıncın kullanılmasına izin verir. "AÇIK" basınç 1016 hPa idi, yani O2 jeneratörü etkinleştirilmeden önce basıncın yalnızca 1 hPa düşmesi gerekiyordu. Bu, Drosophila'daO2 tüketimini ölçmek için yeterli hassasiyet sağladı. Bir oda "KAPALI" ayarına basınçlandırıldığında, akım sıfıra düşmelidir.
  6. Denemenin 3 saat veya daha uzun süre çalışmasına izin verin.
    NOT: Yüksek sıcaklıklarda daha yüksek VO2 , daha kısa deney sürelerine izin verebilir. Ekipmanın çalıştığından emin olmak için ara sıra izleyin, ancak odaların yakınında sıcaklık kararlılığını etkileyebilecek aşırı aktiviteden kaçının.

5. Bitirme deneyi

  1. Tüm kontrolörlerde O2 jeneratörlerini kapatın.
    NOT: Önce odalar açıkken O2 jeneratörlerini çalıştırmaktan kaçının.
  2. Odaların mührünü açmak için muslukları açın.
  3. Son bir taban çizgisi sağlamak için PuTTY pencerelerini 5-15 dakika daha açık bırakın.
  4. Her denetleyici için PuTTY penceresini kapatın ve kayıtları sonlandırın.
    NOT: Tüm deneyler 16:50 ile 17:10 arasında sona erdi.
  5. Sensörleri kablolardan ayırın.
  6. Odaları kuru rafa taşıyın.
  7. Sensör fişlerini bölmelerden birer birer çıkarın.
  8. O2 jeneratörlerini ayırın ve tüp rafına yerleştirin.
  9. Sensör tapasındaki gresi silin ve rafta saklayın.
  10. Hazne bağlantılarındaki gresi temizleyin ve sinek ve soda kireçli tüpleri çıkarın.
  11. Anestezi, CO 2 ile her tüpte sinekler, bir ağırlık teknesine dokunun ve bir mikro terazide tartın.
    1. Her tüp için sineklerin ağırlığını ve sayısını kaydedin.
  12. Sinekleri atın veya ek prosedürler için bir kenara koyun.
  13. Kartuşlardaki soda kirecini atık kabına boşaltın.
  14. O2 jeneratörünü açın ve CuS04 çözeltisini atık kabına atın.
    1. Elektrotları ve tüpü arıtılmış suyla durulayın.
    2. Kurutma için tüp raflarını yerleştirin.

6. Yük transfer verilerinin analizi

  1. Verileri, her kayıt ayrı bir çalışma sayfası içerecek şekilde bir elektronik tabloya virgülle ayrılmış metin olarak içe aktarın.
  2. O2 jeneratörünün her darbesi için akım ve zaman verilerini kaydedin. Hazne basınçlandırıldıktan sonraki ilk darbeden başlayarak, her akım darbesinin başlangıç ve bitiş zamanını (sıra numaraları olarak) kaydedin. Bu, akım sıfırın üzerine çıktığında (genellikle yaklaşık 45-50 mA'ya) sıfırın üzerindeki son satıra kadar olan satır numarasıdır.
  3. Aşağıdaki verileri kaydetmek için çalışma sayfasında bir tablo oluşturun:
    1. Darbe sırasındaki ortalama akım genliği: = ORTALAMA([ilk darbe satırı]:[son darbe satırı]) her darbe için (mevcut sütundan).
    2. Darbe süresi: ([Son darbe satırı] - [ilk darbe satırı[-bir satır]])/her darbe için 1000 (milisaniye cinsinden süre sütunundan).
    3. Toplam deney süresi: [son darbenin başlangıcındaki süre] - [hazne basınçlandırıldıktan sonra ilk darbenin sonundaki süre] (dakika cinsinden süre sütunundan).
  4. Ardından her darbe için yük transferini (Q) hesaplayın (ortalama akım X süresi)
  5. Toplam Yükü (Qtot) hesaplamak için tüm darbelerden gelen yükü toplayın.

7.O2 tüketiminin analizi

  1. Tüm veriler için yeni bir elektronik tablo oluşturun ve her oda için aşağıdakileri girin veya hesaplayın:
    1. Qtot (toplam ücret)
    2. Benler (= Q ÷ 96485 × 4)
    3. mL O2 (= mol × 22413 mL / mol)
    4. Toplam süre (yukarıdaki veri analizinden)
    5. mL min-1 (= mlO2 ÷ toplam süre)
    6. Gram cinsinden ağırlık (deneyden sonra ölçülen sinekler uyuşturulur ve tartılır)
    7. mL min-1 g-1 (= mL min-1 gram cinsinden ÷ ağırlığı)
    8. mL/h/g (yukarıdaki × 60)
    9. mg/sinek (= sineklerin ağırlığı ÷ sinek sayısı)
    10. μL sinek-1 h-1 (= (mL min-1 × 3600) ÷ sinek sayısı).
  2. Her tedavi için verileri tablo haline getirin (örn. genotip)
  3. ANOVA, t-testi veya Mann-Whitney u-testi 13 kullanarak tedavileri karşılaştırın.

Sonuçlar

Respirometre kontrolörünün basınç ve akım çıkışları, Şekil 3A'da bir deneyde bir oda için gösterilmiştir. İlk, uzun akım darbesi, odayı ortam basıncından (yaklaşık 992 hPa) önceden ayarlanmış 1017 hPa'lık KAPALI eşiğine kadar basınçlandırdı. Sinekler O 2 ve CO 2 tükettikçe, basınç 1016 hPa'lık AÇIK eşiğine ulaşana kadar yavaşça azaldı ve bu da O2 jeneratörü aracılığıyla akımı etkinleştirdi. Gösterilen örn...

Tartışmalar

Yukarıdaki prosedür, elektronik bir kulometrik mikrorespirometre kullanılarak D. Melanogaster'de O2 tüketiminin ölçümünü göstermektedir. Yabani tip D. melanogaster'de O2 tüketimi için elde edilen veriler, diğerleri tarafından bildirilenden biraz daha düşük olmasına rağmen, çeşitli yöntemler kullanılarak önceki yayınların çoğunda açıklanan aralıklar içindeydi (Tablo 1) 3,6.

Açıklamalar

Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmezler.

Teşekkürler

Arizona Üniversitesi'nden Dr. Linda Restifo'ya CASK mutantlarınınO2 tüketimini test etmeyi önerdiği ve CASK mutantlarını ve onların konjenik kontrollerini gönderdiği için teşekkür ederiz. Yayın ücretleri, College Park Üniversitesi Biyoloji Bölümü'nden Bölüm Yeniden Yatırım Fonu tarafından sağlandı. Uzay ve bazı ekipmanlar Shady Grove'daki Üniversiteler tarafından sağlandı.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
19/22 Thermometer AdapterWilmad-LabglassML-280-702Sensor Plug
2 ml Screwcap TubesFisher3464O2 generator
2-Pin ConnectorZyamy40PIN-RFB10O2 generator: cut to 2-pin
4-Pin Female ConnectorTE Connectivity215299-4Sensor Plug
5 ml Polypropylene TubeFalcon352063Cut to 5.5 cm and perforated 
50 ml Schlenk Tube 19/22 JointLaboyHMF050804Chamber
6-Conductor CableZenith6-Conductor 26 gaCable
6-Pin Female Bulkhead ConnectorSwitchcraft17982-6SG-300Controller
6-Pin Female ConnectorSwitchcraft18982-6SG-522Sensor plug
6-Pin Male ConnectorSwitchcraft16982-6PG-522Cable
800 ul centrifuge tubeFisher05-408-120Soda Lime Cartridge
ABS Plastic EnclosureBud IndustriesPS-11533-GController
Arduino Nano EveryArduino LLCABX00028Controller
BME 280 SensorDIYMallFZ1639-BME280Sensor Plug
Circuit BoardLheng5 X 7 cmController
Copper SulfateBioPharmBC2045O2 Generator
ComputerAzulleByte4Data Acquisition
Cotton RollsKajukajudo#2Cut in half to plug fly tubes
Cut in quarters for humidity
Environmental ChamberPercivalI30 VLC8Fly Care
EpoxyJB WeldPlastic BonderSecure Electrodes in O2 Generator
Fly FoodLab ExpressType RFly Care
Keck Clampsuxcella20092300ux0418Secures glass joint of chamber to plug
Low-Viscosity EpoxyLoctiteE-30CLSensor Plug
OLED DisplayIZOKEEIZKE31-IIC-WH-3Controller
Platinum Wire 24 gauGems14349O2 generator
Silicone greaseDow-CorningHigh Vacuum GreaseSeals chamber-plug connection
Soda LimeJorvetJO553CO2 absorption
Toggle SwitchE-Switch100SP1T1B1M1QEHController
USB CableSabrentCB-UM63Controller
USB HubAtollaHub 3.0Connect controllers to computer
Water bathAmersham56-1165-33Temperature Control
Water Bath TankGlass Cages15-liter rimless acrylicBath for Respirometers

Referanslar

  1. Arking, R., Buck, S., Wells, R. A., Pretzlaff, R. Metabolic rates in genetically based long lived strains of Drosophila. Experimental Gerontology. 23 (1), 59-76 (1988).
  2. Henry, Y., Overgaard, J., Colinet, H. Dietary nutrient balance shapes phenotypic traits of Drosophila melanogaster in interaction with gut microbiota. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 241, 110626 (2020).
  3. Burggren, W., Souder, B. M., Ho, D. H. Metabolic rate and hypoxia tolerance are affected by group interactions and sex in the fruit fly (Drosophila melanogaster): new data and a literature survey. Biology Open. 6, 471-480 (2017).
  4. Lighton, J. R. B. . Measuring Metabolic Rates. , (2019).
  5. Fiorino, A., et al. Parallelized, real-time, metabolic-rate measurements from individual Drosophila. Scientific Reports. 8 (1), 14452 (2018).
  6. Berrigan, D., Partridge, L. Influence of temperature and activity on the rate of adult Drosophila melanogaster. Comparative Biochemistry and Physiology. 118 (4), 1301-1307 (1997).
  7. Hulbert, A. J., et al. Metabolic rate is not reduced by dietary-restriction or by lowered insulin/IGF-1 signalling and is not correlated with individual lifespan in Drosophila melanogaster. Experimental Gerontology. 39 (8), 1137-1143 (2004).
  8. Botero, V., et al. Neurofibromin regulates metabolic rate via neuronal mechanisms in Drosophila. Nature Communications. 12 (1), 4285 (2021).
  9. Yatsenko, A. S., Marrone, A. K., Kucherenko, M. M., Shcherbata, H. R. Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry. Journal of Visualized Experiments. (88), 51681 (2014).
  10. Ross, R. E. Age-specific decrease in aerobic efficiency associated with increase in oxygen free radical production in Drosophila melanogaster. Journal of Insect Physiology. 46 (11), 1477-1480 (2000).
  11. Brown, E. B., Klok, J., Keene, A. C. Measuring metabolic rate in single flies during sleep and waking states via indirect calorimetry. Journal of Neuroscience Methods. 376, 109606 (2022).
  12. Sandstrom, D. J., Offord, B. W. Measurement of oxygen consumption in Tenebrio molitor using a sensitive, inexpensive, sensor-based coulometric microrespirometer. Journal of Experimental Biology. 225 (9), jeb243966 (2022).
  13. Becker, M., et al. Presynaptic dysfunction in CASK-related neurodevelopmental disorders. Translational Psychiatry. 10 (1), 312 (2020).
  14. Slawson, J. B., et al. Central Regulation of Locomotor Behavior of Drosophila melanogaster Depends on a CASK Isoform Containing CaMK-Like and L27 Domains. Genetics. 187 (1), 171-184 (2011).
  15. Slawson, J. B., et al. Regulation of dopamine release by CASK-Î2 modulates locomotor initiation in Drosophila melanogaster. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, (2014).
  16. Andrew, D. R., et al. Spontaneous motor-behavior abnormalities in two Drosophila models of neurodevelopmental disorders. Journal of Neurogenetics. 35 (1), 1-22 (2021).
  17. Ueno, T., Tomita, J., Kume, S., Kume, K. Dopamine Modulates Metabolic Rate and Temperature Sensitivity in Drosophila melanogaster. PLoS ONE. 7 (2), e31513 (2012).
  18. Van Voorhies, W. A., Khazaeli, A. A., Curtsinger, J. W. Lack of correlation between body mass and metabolic rate in Drosophila melanogaster. Journal of Insect Physiology. 50 (5), 445-453 (2004).
  19. Norton, F. J. Permeation of gases through solids. Journal of Applied Physics. 28 (1), 34-39 (1957).
  20. Hoegh-Guldberg, O., Manahan, D. T. Coulometric measurement of oxygen-consumption during development of marine invertebrate embryos and larvae. Journal of Experimental Biology. 198 (1), 19-30 (1995).
  21. Sohal, R. S., Agarwal, A., Agarwal, S., Orr, W. C. Simultaneous overexpression of copper- and zinc-containing superoxide dismutase and catalase retards age-related oxidative damage and increases metabolic potential in Drosophila melanogaster. Journal of Biological Chemistry. 270 (26), 15671-15674 (1995).
  22. Van Voorhies, W. A., Melvin, R. G., Ballard, J. W. O., Williams, J. B. Validation of manometric microrespirometers for measuring oxygen consumption in small arthropods. Journal of Insect Physiology. 54 (7), 1132-1137 (2008).
  23. Herreid, C. F., Full, R. J. Cockroaches on a treadmill: Aerobic running. Journal of Insect Physiology. 30 (5), 395-403 (1984).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

Kulometrik MikrorespirometriO2 T ketimiDrosophila MelanogasterK k OrganizmalarKararl OrtamKulometrik MikrorespirometreHava Ge irmez OdaCO2 retimiEmici OrtamBas n DElektrolitik O2 retimiarj l mDrosophila Melanogaster al masYabani Tip SineklerCASK MutantlarK tleye zg O2 T ketimiMetabolik H zlar

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır