Name: measurement of metabolic rate in drosophila using respirometry
Uploaded: 2014-06-24T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry at JoVE.com

Wir möchten die Max-Planck-Gesellschaft für die Finanzierung unserer Forschung danken.

1. Vorbereitung der Respirometer <ol><li> Schneiden Sie die 1.000 ul Pipettenspitze mit einer Rasierklinge, um die Einführung der 50-ul Kapillar-Mikropipette zu ermöglichen, versuchen, die Pipettenspitze so gerade wie möglich zu erhalten. </li><li> Legen Sie ein Stück Schaumstoff in die Pipette und drücken Sie ihn in der Pipettenspitze. </li><li> Eine kleine Menge des CO 2 absorbierenden und enthalten es durch ein zweites Stück Schaumstoff. </li><li> Leim an der Stelle, wo die Mikropipette in die Pipe...

<ol>
	<li>Van Voorhies, W. A., Khazaeli, A. A., Curtsinger, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+the+&amp;#34;rate+of+living&amp;#34;+model:+further+evidence+that+longevity+and+metabolic+rate+are+not+inversely+correlated+in+Drosophila+melanogaster.">Testing the &amp;#34;rate of living&amp;#34; model: further evidence that longevity and metabolic rate are not inversely correlated in Drosophila melanogaster.</a> J Appl Physiol. 97, 1915-1922 (2004).</li><li>Ross, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-specific+decrease+in+aerobic+efficiency+associated+with+increase+in+oxygen+free+radical+production+in+Drosophila+melanogaster.">Age-specific decrease in aerobic efficiency associated with increase in oxygen free radical production in Drosophila melanogaster.</a> Journal of Insect Physiology. 46, 1477-1480 (2000).</li><li>van Voorhies, W. A., Khazaeli, A. A., Curtsinger, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selected+contribution:+long-lived+Drosophila+melanogaster.+lines+exhibit+normal+metabolic+rates.">Selected contribution: long-lived Drosophila melanogaster. lines exhibit normal metabolic rates.</a> J Appl Physiol. 95, 2605-2613 (2003).</li><li>Hulbert, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Experimental Gerontology. 39, 1137-1143 (2004).</li><li>Ueno, T., Tomita, J., Kume, S., Kume, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopamine+modulates+metabolic+rate+and+temperature+sensitivity+in+Drosophila+melanogaster.">Dopamine modulates metabolic rate and temperature sensitivity in Drosophila melanogaster.</a> PLoS ONE. 7, (2012).</li><li>Takeuchi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+temperature+preferences+and+energy+homeostasis+in+dystroglycan+mutants.">Changes in temperature preferences and energy homeostasis in dystroglycan mutants.</a> Science. 323, 1740-1743 (2009).</li><li>Kucherenko, M. M., Marrone, A. K., Rishko, V. M., Magliarelli Hde, F., Shcherbata, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress+and+muscular+dystrophy:+a+genetic+screen+for+dystroglycan+and+dystrophin+interactors+in+Drosophila.+identifies+cellular+stress+response+components.">Stress and muscular dystrophy: a genetic screen for dystroglycan and dystrophin interactors in Drosophila. identifies cellular stress response components.</a> Developmental Biology. 352, 228-242 (2011).</li><li>Marrone, A. K., Kucherenko, M. M., Wiek, R., Gopfert, M. C., Shcherbata, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperthermic+seizures+and+aberrant+cellular+homeostasis+in+Drosophila+dystrophic.+muscles.">Hyperthermic seizures and aberrant cellular homeostasis in Drosophila dystrophic. muscles.</a> Scientific Reports. 1, 47 (2011).</li><li>Khazaeli, A. A., Van Voorhies, W., Curtsinger, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longevity+and+metabolism+in+Drosophila+melanogaster:+genetic+correlations+between+life+span+and+age-specific+metabolic+rate+in+populations+artificially+selected+for+long+life.">Longevity and metabolism in Drosophila melanogaster: genetic correlations between life span and age-specific metabolic rate in populations artificially selected for long life.</a> Genetics. 169, 231-242 (2005).</li><li>Elia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+equivalents+of+CO2+and+their+importance+in+assessing+energy+expenditure+when+using+tracer+techniques.">Energy equivalents of CO2 and their importance in assessing energy expenditure when using tracer techniques.</a> The American Journal of Physiology. 260, (1991).</li><li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9, 676-682 (2012).</li><li>Bharucha, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epicurean+fly:+using+Drosophila+melanogaster.+to+study+metabolism.">The epicurean fly: using Drosophila melanogaster. to study metabolism.</a> Pediatric Research. 65, 132-137 (2009).</li><li>Rajan, A., Perrimon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Of+flies+and+men:+insights+on+organismal+metabolism+from+fruit+flies.">Of flies and men: insights on organismal metabolism from fruit flies.</a> BMC Biology. 11, 38 (2013).</li></ol>

In diesem Protokoll beschreiben wir eine kostengünstige und zuverlässige Methode zur Messung der CO 2-Produktion in Fliegen. Wir fanden, dass dieses Experiment ist einfach, schnell durchzuführen und erzeugt reproduzierbare Daten, die in Übereinstimmung mit anderen Studien, 1, 6, 9 ist. Das hier beschriebene Protokoll kann leicht geändert werden, um Budget und verfügbaren Materialien jedes möglichen Labor passen. Die Konstruktion jedes einzelnen Respirometers kann, solange die Kammer luftdich...

Die biochemischen Krebs-Zyklus erzeugt ATP durch Oxidation von Acetat aus Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen produzieren CO 2 abgeleitet. In Drosophila, O 2-Eingang direkt mit CO 2-Ausstoß korreliert und spiegelt das Niveau des Stoffwechsels ein. So Messung der CO 2-Ausstoß ist erfolgreich in Studien zur Alterung und Stoffwechsel 2-5 Zusammenhang verwendet. Hier unser Labor zuvor entworfen Versuchsaufbauten modifiziert, so dass Messung von CO 2-Produktion in bis zu achtzehn Proben ohne jede Spezialausrüstung erfordern. Andere und wir haben auch bisher diese Methode, um Unterschiede in der Stoffwechselraten in den Fliegen, die einen Mangel in der Muskeldystrophie assoziierten Protein, Dystroglycan (Dg) 6-8 sind zu zeigen. O 2 für oxidativen Stoffwechsel verwendet wird, in CO 2, der als Atemwegs Abfall ausgestoßen wird, umgewandelt wird. Der Baution von Hand hergestellt Respirometer beschrieben, die zur Bestimmung der Rate der O 2-Verbrauch kann. Fliegen werden in einem versiegelten Behälter mit einer Substanz, die CO 2 absorbiert vertrieben werden, mit dem gasförmigen Phase wirksam eliminieren. Die Änderung des Gasvolumens (verminderte Druck) wird durch die Verdrängung des Fluids in einer Glaskapillare mit dem geschlossenen Spiro angebracht war, gemessen. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens gegenüber anderen sind die Kosten. Frühere Studien haben CO 2-Produktion durch Drosophila mit Gasanalysatoren und technisch ausgereifte Systeme Respirometrie 1,9 gemessen. Trotz der komplexeren Geräten ist die Empfindlichkeit der hier beschriebenen Verfahren ähnlich berichteten Werten (Tabelle 1). Darüber hinaus haben mehrere andere Gruppen Varianten dieser Technik verwendet, um relative Stoffwechselraten in Drosophila 4-6 bestimmen. Daher kann dieser Assay verwendet werden, um verlässigen erzeugenle, relevant Drosophila Stoffwechsel ohne den Erwerb von Spezialgeräten, die Konfiguration für jedes Labor sein kann und für pädagogische Zwecke verwendet werden reproduzierbare Daten. Im allgemeinen ist die akzeptierten Techniken, um den Stoffwechsel des Organismus zu bestimmen, messen die CO 2 erzeugt, das O 2 verbraucht oder beides 3,4,9. Obwohl, kann angenommen werden, daß ein Äquivalent von O 2 erzeugt ein Äquivalent von CO 2 ist, das genaue Verhältnis von CO 2 erzeugt wird, ist abhängig von der Stoffwechselsubstrat 10 verwendet. So ist es, um die Stoffwechselrate in Energieeinheiten notwendig, genau zu bestimmen, zu messen, sowohl O 2 verbraucht und CO 2 erzeugt. Aus diesem Grund ist das hier beschriebene Verfahren besonders relevant Vergleich Unterschiede in CO 2-Produktion von Tieren und der Absolutwert. Unsere Technik integriert mehrere Tier CO 2-Produktion über einen Zeitraum von time (1-2 Stunden) und damit gibt eine durchschnittliche Aktivität der Tiere. Wenn es einen Grund zu glauben, dass die Versuchstiere weniger aktiv als bei den Kontrolltieren konnten die Mess verschiedenen Ebenen der Aktivität und nicht unbedingt Stoffwechsel widerspiegeln.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1126">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">BlauBrand IntraMark 50&#181;l micropipettes</td>
			<td style="width:101px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">612-1413</td>
			<td style="width:505px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">Soda Lime</td>
			<td style="width:101px;">Wako&#160;</td>
			<td style="width:119px;">CDN6847</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">Eosine&#160;</td>
			<td style="width:101px;">Sigma&#160;</td>
			<td style="width:119px;">031M4359</td>
			<td>Any dye that can create visible colorization of liquid can be used</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:401px;">Thin Layer Chromatorgaphy (TLC) Developing Chamber</td>
			<td style="width:101px;">VWR</td>
			<td>21432-761</td>
			<td>Any transparent glass chamber that can be closed with the lid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anesthetizer, Lull-A-Fly Kit</td>
			<td style="width:101px;">Flinn</td>
			<td>FB1438</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">Power Gel Glue</td>
			<td style="width:101px;">Pritt</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">1 ml pipett tips</td>
			<td style="width:101px;">Any</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">Foam&#160;</td>
			<td style="width:101px;">Any</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plaesticine Putty</td>
			<td style="width:101px;">Any</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">Scalpel</td>
			<td style="width:101px;">Any</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:401px;">Twezzers&#160;</td>
			<td style="width:101px;">Any</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of metabolic rate in drosophila using respirometry

Stoffwechselstörungen sind ein häufiges Problem, die die menschliche Gesundheit. Daher ist das Verständnis der Mechanismen, die den Stoffwechsel regulieren, ist eine entscheidende wissenschaftliche Aufgabe. Viele krankheitsverursachenden Gene in Menschen haben eine Fliege Homolog, so dass Drosophila ein gutes Modell, um Signalwege in der Entwicklung verschiedener Erkrankungen beteiligt zu studieren. Zusätzlich wird die Lenkbarkeit von Drosophila vereinfacht genetische Screens bei der Identifizierung neuer therapeutischer Targets, die den Stoffwechsel regulieren kann helfen. Um einen solchen Bildschirm führen eine einfache und schnelle Methode, um Änderungen in der Stoffwechselzustand entfernt ist notwendig, zu identifizieren. Im allgemeinen ist die Produktion von Kohlendioxid ein guter Indikator für die Substratoxidation und Energieaufwand die Bereitstellung von Informationen über die Stoffwechsellage. In diesem Protokoll führen wir eine einfache Methode, um CO 2-Ausstoß von Fliegen messen. Diese Technik kann möglicherweise helfen bei der Identifizierung von genetischen Störungen beeinflussen die Stoffwechselrate.

Um zu zeigen, dass die Methode ist empfindlich uns gemessenen CO 2-Produktion aus dem Wildtyp (Oregon R) männlich fliegt bei 18, 25, und 29 ° C und fliegt Mutante für Dg. Die Fliegen wurden bei 25 ° C erhöht und dann verschoben, um die Versuchstemperatur 5 Tage lang vor der Messung. Wie für diese Art ectothermic erwartet, die Menge an CO 2 erzeugt erhöhte Temperatur (Abbildung 2). Wir haben in der Vergangenheit gezeigt, dass eine zuckerfreie Diät reduziert...

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Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

Messung der Stoffwechselrate in<em&gt; Drosophila</em&gt; Mit Respirationstest

Stoffwechselstörungen gehören zu einer der häufigsten Erkrankungen des Menschen. Die genetisch manipulierbaren Modellorganismus D. melanogaster kann verwendet werden, um neue Gene, die den Stoffwechsel regulieren, zu identifizieren. Dieses Papier beschreibt eine relativ einfache Methode, die die Untersuchung der Stoffwechselrate in Fliegen durch die Messung ihrer CO 2-Produktion ermöglicht.

Metabolic disorders are a frequent problem affecting human health. Therefore, understanding the mechanisms that regulate metabolism is a crucial ...

Research

JoVE Journal

Biology

Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

High-resolution Measurement of Odor-Driven Behavior in Drosophila Larvae

Hochauflösende Messung von Odor-Driven Behavior in Drosophila-Larven

Olfactory responses in Drosophila larvae have been traditionally studied in Petri dishes comprising a single peripheral odor source. In this behavioral ...

Forschung

Biologie

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

Messung der Lebensdauer in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Aging is a phenomenon that results in steady physiological deterioration in nearly all organisms in which it has been examined, leading to reduced ...

A High-throughput Method for Measurement of Glomerular Filtration Rate in Conscious Mice

Ein High-Throughput-Verfahren zur Messung der glomerulären Filtrationsrate in Conscious Mäuse

The measurement of  glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard in kidney function  assessment. Currently, investigators determine GFR by ...

An Improved Method for Accurate and Rapid Measurement of Flight Performance in Drosophila

An Improved Method for Accurate and Rapid Measurement of Flight Performance in Drosophila

Ein verbessertes Verfahren für genaue und schnelle Messung der Flugleistung in<em&gt; Drosophila</em

Drosophila has proven to be a useful model system for analysis of behavior, including flight. The initial flight tester involved dropping flies into an ...

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

Die Messung der Aktivität in der Larven<em&gt; Drosophila</em&gt; 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 ...

Measurement and Analysis of Extracellular Acid Production to Determine Glycolytic Rate

Messung und Analyse von extrazellulären Säureproduktion zu ermitteln glykolytischen Rate

Extracellular measurement of oxygen consumption and acid production is a simple and powerful way to monitor rates of respiration and glycolysis1. Both ...

Measurement of Carbon Dioxide Production from Radiolabeled Substrates in Drosophila melanogaster

Measurement of Carbon Dioxide Production from Radiolabeled Substrates in Drosophila melanogaster

Die Messung der Kohlendioxidproduktion von Radiolabeled Substrate in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

The power of Drosophila genetics is increasingly being applied to questions of hormone signaling and metabolism and to the development of models of human ...

Mixed Primary Cultures of Murine Small Intestine Intended for the Study of Gut Hormone Secretion and Live Cell Imaging of Enteroendocrine Cells

Gemischte Primärkulturen von Murine Duenndarm bestimmt zur Untersuchung von Gut Hormonausschüttung und Live Cell Imaging von enteroendokrinen Zellen

The gut is the largest endocrine organ of the body, with hormone-secreting enteroendocrine cells located along the length of the gastrointestinal ...

Methods for Staging Pupal Periods and Measurement of Wing Pigmentation of Drosophila guttifera

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Methoden zur Inszenierung Pupal Perioden und Messung der Flügel Pigmentierung der Drosophila guttifera

Diversified species of Drosophila (fruit fly) provide opportunities to study mechanisms of development and genetic changes responsible for evolutionary ...

Measurement of Energy Metabolism in Explanted Retinal Tissue Using Extracellular Flux Analysis

Messung des Energiestoffwechsels in explantierten Netzhautgewebe extrazelluläre Flux-Analyse

High acuity vision is a heavily energy-consuming process, and the retina has developed several unique adaptations to precisely meet such demands while ...