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

Vi vill tacka Max-Planck-sällskapet för att finansiera vår forskning.

1. Framställning av Respirometers <ol><li> Skär 1,000 l pipettspetsen med ett rakblad för att möjliggöra insättning av 50 ^ kapillär mikropipett, försöka få pipettspetsen så rakt som möjligt. </li><li> Lägg en bit skum i pipetten och tryck ner den i pipettspetsen. </li><li> Tillsätt en liten mängd CO2 absorberande och innehåller det genom en andra bit av skum. </li><li> Applicera lim på den plats där mikropipett sätts in i pipettspetsen. </li><li> Låt respirometer över natten för att l...

<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>

I detta protokoll, beskriver vi en billig och tillförlitlig metod för mätning av CO 2 produktion i flugor. Vi fann att detta experiment är enkelt, snabbt att genomföra och ger reproducerbara data som stämmer överens med andra studier 1, 6, 9. Det protokoll som beskrivs här kan lätt modifieras för att passa alla laboratoriets budget och tillgängliga material. Konstruktionen av varje enskild respirometer kan anpassas så länge kammaren blir otät. Men ju längre, tunnare mikropipetter ger...

Den biokemiska Krebs cykel genererar ATP genom oxidation av acetat som härrör från kolhydrater, fetter och proteiner som producerar CO 2. I Drosophila, O 2 ingång är direkt korrelerad med CO2-utgång och avspeglar graden av metabolism 1. Således har mätning av CO2-utgång med framgång använts i studier relaterade till åldrande och ämnesomsättning 2-5. Här vårt laboratorium har ändrat tidigare utformade experimentella uppställningar, möjliggör mätning av CO 2-produktion i upp till arton proverna utan att kräva någon specialutrustning. Andra och vi har tidigare använt denna metod för att visa skillnader i metabola priser på flugor som har brist på det muskeldystrofi associerat protein, Dystroglycan (Dg) 6-8. O 2 används för oxidativ metabolism omvandlas till CO 2, som drivs ut som andnings avfall. Byggning av handgjorda respirometers beskrivs som medger bestämning av graden av O 2 konsumeras. Flugor placeras i en sluten behållare med ett ämne som absorberar utvisas CO 2, effektivt eliminera den från gasfasen. Förändringen i gasvolymen (nedsatt tryck) mäts genom förskjutning av fluid i en glaskapillär fäst vid den slutna respirometer. Den största fördelen med denna teknik framför andra är kostnaden. Tidigare studier har mätt CO2 produktion av Drosophila hjälp av gasanalysatorer och tekniskt avancerade respirometri system 1,9. Trots den mer komplicerad utrustning, är känsligheten hos den här beskrivna metoden liknar rapporterade värden (tabell 1). Dessutom har flera andra grupper som används varianter av denna teknik för att bestämma relativa metabola priser i Drosophila 4-6. Därför kan denna analys användas för att generera reliable, reproducerbara data med avseende på Drosophila metabolism utan inköp av specialutrustning som kan ställas in på något labb och kan användas i undervisningssyfte. I allmänhet är de erkända metoder för att bestämma metabolismen av en organism är att mäta CO 2 produceras, O 2 konsumeras, eller både och 3,4,9. Även om, kan det antas att en ekvivalent av O 2 alstrar en ekvivalent av CO 2, varvid den exakta förhållandet av CO2 som alstras beror på den metaboliska substrat utnyttjas 10. Således är det nödvändigt att mäta både O 2 konsumeras och CO 2 produceras för att noggrant bestämma den metaboliska hastigheten i energienheter. På grund av detta, är den här beskrivna metoden är särskilt relevant för att jämföra skillnader i CO 2 produktion mellan djur och inte det absoluta värdet. Vår teknik integrerar flera djur CO2 produktionen under en period av Time (1-2 h) och därför återvänder ett genomsnitt av djurens aktivitet. Om det finns anledning att tro att försöksdjuren är mindre aktiva än kontrolldjuren mätningen kan återspegla olika aktivitetsnivåer och inte nödvändigtvis ämnesomsättning.

<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

Metabola sjukdomar är ett vanligt problem som påverkar människors hälsa. Därför att förstå de mekanismer som reglerar ämnesomsättning är en viktig vetenskaplig uppgift. Många sjukdomar som orsakar gener hos människor har en fluga homolog, vilket gör Drosophila en bra modell för att studera signalvägar som är involverade i utvecklingen av olika sjukdomar. Dessutom, den spårbarhet Drosophila förenklar genetiska skärmar för att hjälpa till att identifiera nya terapeutiska mål som kan reglera ämnesomsättningen. För att kunna utföra en sådan skärm är det nödvändigt med en enkel och snabb metod för att identifiera ändringar i det metaboliska tillståndet hos flugor. I allmänhet är koldioxidproduktion en god indikator på substrat oxidation och energiförbrukning som ger information om metaboliskt tillstånd. I detta protokoll introducerar vi en enkel metod för att mäta CO 2 som utmatas från flugor. Denna teknik kan potentiellt hjälpa till vid identifieringen av genetiska störningar som påverkar ämnesomsättning.

För att visa att metoden är känslig vi mätte CO2 produktion från vildtypen (Oregon R) män flyger på 18, 25 och 29 ° C och flyger mutant för Dg. Flugor höjdes vid 25 ° C och sedan skiftas till den experimentella temperatur under 5 dagar före mätningen. Som förväntat för denna ectothermic art, mängden CO2 som producerats ökade med temperaturen (Figur 2). Vi har tidigare visat att en sockerfri diet minskar ämnesomsättningen av både vildtyp och <e...

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

Mätning av ämnesomsättning i<em&gt; Drosophila</em&gt; Med respiration

Metabola sjukdomar är bland en av de vanligaste sjukdomarna hos människor. Den genetiskt lätthanterlig modellorganism D. melanogaster kan användas för att identifiera nya gener som reglerar metabolism. Detta dokument beskriver en relativt enkel metod som gör det möjligt att studera den metaboliska hastigheten i flugor genom att mäta deras CO 2 produktion.

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

Högupplöst Mätning av Lukt-Driven Beteende i Drosophila Larver

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

Mätning av livslängden i<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

En hög genomströmning metod för mätning av glomerulär filtration Rate i medveten möss

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

En förbättrad metod för noggrann och snabb mätning av Flight Performance i<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

Mätning av Larvernas aktivitet i<em&gt; Drosophila</em&gt; Aktivitetskontroll

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

Mätning och analys av extracellulärt Acid Production att bestämma glykolytisk 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

Mätning av koldioxid Produktionen från Radiomärkt substrat i<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

Blandade primära kulturer av murina Tunntarm för studier av Gut hormonutsöndring och Levande cell imaging av enteroendokrina Cells

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

Metoder för mellanlagring Pupp perioder och mätning av Wing pigmentering i 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

Mätning av energimetabolism i explanterad retinala vävnaden med hjälp av extracellulära Flux analys

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