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

ברצוננו להודות לאגודת מקס פלנק למימון המחקר שלנו.

<html> 1. הכנת Respirometers <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים את קצה פיפטה 1,000 μl בסכין גילוח כדי לאפשר החדרה של micropipette נימי 50 μl, לנסות להשיג את קצה פיפטה ישרה ככל האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים פיסת הקצף לתוך פיפטה ולדחוף אותו בקצה פיפטה. </li><li styl...

<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>

בפרוטוקול זה, אנו מתארים שיטה זולה ואמינה למדידת 2 ייצור CO בזבובים. מצאנו כי ניסוי זה הוא קל, מהיר לביצוע ומייצר נתונים לשחזור כי הוא בהסכם עם מחקרים אחרים 1, 6, 9. הפרוטוקול המתואר כאן ניתן לשנות בקלות כדי להתאים את חומרי התקציב וזמין של כל מעבדה. הבנייה של כל ...

המחזור של Kreb יוכימיים מייצר ATP באמצעות החמצון של אצטט נגזרים מפחמימות, שומנים, חלבונים וייצור CO 2. בדרוזופילה, O 2 קלט בקורלציה ישירה עם CO 2 פלט ומשקף את רמת חילוף החומרים 1. לכן, מדידה של CO פלט 2 בהצלחה נעשתה שימוש במחקרים הקשורים להזדקנות ואת חילוף חומרים של 2-5. הנה המעבדה שלנו שינתה הגדרות ניסיוניות תוכננו בעבר, המאפשרת מדידה של 2 CO בייצור עד שמונה עשר דגימות ללא צורך בציוד מיוחד. אחרים ויש לנו השתמשנו בעבר בשיטה זו כדי להראות הבדלים בקצב חילוף חומרים בזבובים שחסרים בחלבון ניוון השרירים קשור, Dystroglycan (DG) 6-8. O 2 המשמשים לחילוף חומרי חמצוני מומר CO 2, אשר גורש כפסולת בדרכי הנשימה. Construction של respirometers יד מתואר המאפשר לקביעת שיעור O 2 נצרכים. זבובים ממוקמים במכל אטום בחומר שסופג גורש CO 2, ביעילות לחסל אותו ממצב צבירת הגזים. השינוי בנפח גז (לחץ ירד) נמדד על ידי העקירה של נוזל בנימי זכוכית מחוברת לrespirometer הסגור. היתרון העיקרי של שיטה זו על פני אחרים הוא העלות. מחקרים קודמים נמדדו CO 2 על ידי ייצור דרוזופילה באמצעות גז מנתחי מערכות וrespirometry טכני מתקדמות 1,9. למרות הציוד המורכב יותר, הרגישות של השיטה המתוארת כאן היא דומה לערכים מדווחים (טבלה 1). בנוסף, מספר קבוצות אחרות השתמשו וריאציות של טכניקה זו על מנת לקבוע את קצב חילוף חומרים יחסית בדרוזופילה 4-6. לכן, assay זה יכול לשמש כדי ליצור reliable, נתונים לשחזור רלוונטיים לחילוף חומרי דרוזופילה ללא רכישת ציוד מיוחד אשר יכולה להיות התקנה בכל מעבדה וניתן להשתמש בם למטרות חינוכיות. באופן כללי, הטכניקות המקובלות לקבוע את חילוף החומרים של אורגניזם היא למדוד את ה-CO 2 המיוצרים, O 2 צרכו, או שניהם 3,4,9. אמנם, ניתן להניח כי שווה ערך אחד O 2 מייצר שווה ערך אחד של CO 2, היחס המדויק של CO 2 שנוצר תלוי במצע חילוף החומרים מנוצלים 10. לפיכך, על מנת לקבוע את קצב חילוף חומרים ביחידות אנרגיה בצורה מדויקת יש צורך למדוד גם O 2 ו-CO 2 צרך הפיק. בשל כך, בשיטה המתוארת כאן היא דווקא רלוונטית להשוואת הבדלים בCO 2 ייצור בין בעלי חיים ולא הערך המוחלט. הטכניקה שלנו משלבת ייצור CO 2 של בעלי חיים רבים על פני תקופה של timדואר (1-2 שעות) ולכן חוזרת ממוצעת של פעילותם של בעלי החיים. אם יש סיבה להאמין שחיות ניסוי הן פחות פעילה מאשר חיות בקרת המדידה יכולה לשקף את הרמות שונות של פעילות ולא בהכרח חילוף חומרים.

<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

הפרעות מטבוליות הן בעיה שכיחה המשפיעה על בריאות אדם. לכן, הבנת המנגנונים המווסתים את חילוף חומרים היא משימה מדעית חשובה. יש גנים מחלה גורמת רבים בבני האדם homologue לטוס, מה שהופך את דרוזופילה מודל טוב ללמוד מסלולי איתות מעורבים בהתפתחות של הפרעות שונות. בנוסף, העקיבות של דרוזופילה מפשטת מסכי גנטיים כדי לסייע בזיהוי מטרות טיפוליות חדשניות שעשויים לווסת את חילוף החומרים. על מנת לבצע מסך כזה שיטה פשוטה ומהירה לזיהוי שינויים במצב מטבולים של זבובים היא הכרחית. באופן כללי, ייצור פחמן דו חמצני הוא אינדיקטור טוב של הוצאה חמצון המצע והאנרגיה מתן מידע על מצב מטבולים. בפרוטוקול זה אנו מציגים שיטה פשוטה למדידת CO 2 פלט מזבובים. טכניקה זו יכולה באופן פוטנציאלי לסייע בזיהוי של הפרעות גנטיות המשפיעות על קצב חילוף חומרים.

על מנת להראות כי השיטה היא רגישה מדדנו CO 2 ייצור מסוג בר (אורגון R) זכר עף ב18, 25, ו29 מעלות צלזיוס וזבובים שעברו מוטציה לDG. זבובים הועלו ב ° C25 ולאחר מכן עברו לטמפרטורה הניסיונית במשך 5 ימים לפני המדידה. כצפוי למיני ectothermic זה, כמות ה-CO 2 המיוצרת גדל עם טמפ...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry at JoVE.com

Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

מדידה של קצב חילוף החומרים ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; באמצעות Respirometry

הפרעות מטבוליות הן בין אחת המחלות הנפוצות ביותר בבני אדם. אורגניזם המודל גנטי הצייתן ד melanogaster יכול לשמש כדי לזהות גנים רומן שמווסתים את חילוף חומרים. מאמר זה מתאר שיטה פשוטה יחסית המאפשרת ללמוד את קצב חילוף חומרים בזבובים על ידי מדידת ייצור CO 2 שלהם.

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

ברזולוציה גבוהה מדידה של התנהגות ריח מונחה על הזחלים תסיסנית

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

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

מדידה של תוחלת חיים ב<em&gt; דרוזופילה 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

שיטת תפוקה גבוהה למדידה של קצב סינון הגלומרולרי בעכברים בהכרה

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

שיטה משופרת למדידה מדויקת והמהירה של טיסה בביצועים<em&gt; דרוזופילה</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

מדידה של הזחל פעילות ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; צג פעילות

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

מדידה וניתוח של תאי ייצור חומצה לקביעת glycolytic דרג

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

מדידת ייצור פחמן דו-חמצני מן radiolabeled מצעים ב<em&gt; תסיסנית</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

תרבויות עיקריות מעורבות של Murine מעי דק המיועד לחקר הפרשת הורמון גוט וההדמיה של תא חי תאי Enteroendocrine

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

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

שיטות מדידה של אגף פיגמנטציה של דרוזופילה guttifera ותקופות הגולמי הזמני

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

מדידה של חילוף החומרים האנרגיה ברקמת הרשתית Explanted באמצעות ניתוח השטף חוץ-תאית

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