Name: experimental protocol for using drosophila as an invertebrate model system for toxicity testing in the laboratory
Uploaded: 2018-07-10T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory at JoVE.com

Denne publikation blev støttet af en bevilling fra Department of Education (PR Award #P031C160025-17, Projekttitel: 84.031 C) på Colorado State University-Pueblo (CSU-Pueblo) samfund til at bygge aktive STILK Engagement (C-BASE). Vi takker nuværende zoologi og Elsevier giver brugsret til de repræsentative resultater offentliggjort i tidligere papirer, som redaktørerne af JoVE for at give os mulighed for at udgive denne protokol. Vi vil også gerne takke C-BASE Program, Dr. Brian Vanden Heuvel (C-BASE og Department of Biology, CSU-Pueblo), CSU-Pueblo biologi afdeling, Thomas Graziano, Dr. Bernard Possidente (Biologisk Institut, Skidmore College), og Dr. Claire Varian Ramos (Biologisk Institut, Colorado State University-Pueblo) for deres støtte og bistand.

Følgende protokol er en eksperimentel protokol, der bruges til bageste arter i Drosophila slægten på forurenede medium, når oral indtagelse af et toksin er passende; andre former for eksponering er muligt ved hjælp af Drosophila model11,15,16,26. De i denne protokol beskrevne metoder er tidligere beskrevet af Hirsch et al. 19 og Peterson <...

Drosophila melanogaster er blevet oprettet som en kraftfuld model for en række biologiske processer på grund af den omfattende bevaring af gener og veje mellem D. melanogaster og mennesker13,14. Af samme grund at det er en kraftfuld model for lægevidenskaben, fremstod Drosophila som en egnet modelsystem til at undersøge virkningerne af menneskeskabte forurening på en række toksikologiske endpoints. Flere laboratorier bruger med he...

Hvert år, er cirka 1.000 nye kemikalier indført af den kemiske industri1,2; men de miljømæssige konsekvenser af kun en lille procentdel af disse kemikalier er testet før distribution2,3. Selv om store katastrofer er ualmindelige, subletale og kronisk eksponering for en lang række forurenende stoffer er udbredt i både mennesker og dyreliv4,5. Økotoksikologi og miljø toksikologi historiske fokus var at teste dødelighed, enkelt kemisk eksponering, akut eksponering og de fysiologiske virkninger af eksponering, som et middel til at måle effekten af forurenende stoffer på overlevelse6, 7 , 8 , 9 , 10. selv om der er et skift i retning af etiske og ikke-invasive metoder til dyreforsøg, nuværende strategier er begrænsende på grund af rollen, at udvikling, emergente egenskaber og eksterne faktorer (såsom befolkningen niveau og økosystem-niveau interaktioner) spiller i mægle økologisk vigtige slutpunkter8. Der er derfor behov for metoder, indarbejde en mere holistisk tilgang uden at ofre dyreliv og/eller hvirveldyr i laboratoriet.
Hvirvelløse modelsystemer, såsom Drosophila melanogaster, er et attraktivt alternativ til at løse behovet for en mere holistisk tilgang til afprøvning af toksicitet. D. melanogaster, blev oprindeligt udviklet som et hvirvelløse modelsystem for human-relaterede genetiske forskning om et århundrede siden11. D. melanogaster er nu prominently bruges som en hvirveldyr model alternativ af flere grunde: 1) bevarelse af gener og veje mellem D. melanogaster og mennesker; 2) kort generationstid i forhold til hvirveldyr modeller; 3) billige pris af vedligeholdelse; 4) lette generere store stikprøvestørrelser; og 5) overflod af fænotypiske og økologisk-relevante endpoints anvendelig nemlig prøvning11,12,13,14,15,16,17 .
Flere laboratorier11,15,16,17,18,19,20,21,22, 23 , 24 , 25 nu bruger D. melanogaster som en hvirveldyr model alternativ til afprøvning af toksicitet for at forstå virkningerne af forurening på mennesker. Lokale vilde arter af Drosophila kan blive udnyttet, såvel som toksicitet modeller for vilde dyr (og mennesker) at besvare økologisk-, behaviorally-, og evolutionært relevante spørgsmål på flere biologiske niveauer af organisationen. Ved hjælp af arter i Drosophila slægt som en model, er flere målbare slutpunkter muligt11,15,16,18,19,20 ,21,22,23,24,25. In addition, ved hjælp af Drosophila model, toksikologer kan: 1) etisk link effekter på flere biologiske niveauer af organisationen; 2) indarbejde rolle emergent faktorer og udvikling; 3) undersøgelse økologisk vigtige slutpunkter (ud over lægeligt vigtigt slutpunkter); 4) teste flere stressfaktorer samtidigt; 5) og test langsigtede mindretalsspørgsmålet (fx evolutionære og transgenerationel) konsekvenser af stressorer. Derfor muliggør bruger Drosophila som en modelsystem en mangfoldighed af tilgange, ikke begrænset til at studere mekanistiske tilgange med indavlede stammer af D. melanogaster i laboratoriet.
I dette papir præsenterer vi metoderne til opdræt og indsamle Drosophila at besvare forskellige toksikologiske spørgsmål. Mere specifikt beskriver vi metoden for 1) opdræt Drosophila i medium snøret med et eller flere forurenende stoffer; 2) indsamling Drosophila i hele udvikling (f.eks. vandrer tredje-instar larver, puppe sager, nyligt eclosed voksne og modne voksne); og 3) opdræt Drosophila forurenet mellemlang test mellem generationerne samt transgenerationel transmission og evolutionære konsekvenser af giftstof langtidseksponering. Ved hjælp af denne protokol, tidligere forfattere18,19,20,21,22,23,24har,25 rapporteret forskellige fysiologiske, genetiske og adfærdsmæssige effekter af udviklingsmæssige føre (Pb2 +) eksponering. Denne protokol giver mulighed for toksikologer for en mere holistisk toksikologiske metode, som er nødvendigt for at forstå hvordan forurenende stoffer er risikofaktorer for både mennesker og dyr i en stadig mere forurenet miljø.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Carolina Biological Instant Drosophila Medium Formula 4-24</td>
			<td>Carolina Biological</td>
			<td>173204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drosophila vials, Narrow (PS), Polystyrene, Superbulk, 1000 vials/unit</td>
			<td>Genessee Scientific</td>
			<td>32-116SB</td>
			<td>Used to store flies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flugs Closures for vials and bottles, Narrow plastic vials</td>
			<td>Genessee Scientific</td>
			<td>49-102</td>
			<td>Used to store flies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardboard trays, trays only, narrow</td>
			<td>Genessee Scientific</td>
			<td>32-124</td>
			<td>Used to organize populations of flies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardboard trays, dividers only, narrow</td>
			<td>Genessee Scientific</td>
			<td>32-126</td>
			<td>Used to organize populations of flies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Scientific&#160;Nalgene Square Wide-Mouth HDPE Bottles with Closure</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>03-312D</td>
			<td>Useful for storage of contaminants</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Scientific&#160;Nalgene Color-Coded LDPE Wash Bottles</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>03-409-17C</td>
			<td>Useful for storage of contaminants</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf&#160;Repeater M4 Manual Handheld Pipette Dispenser</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>14-287-150</td>
			<td>Used to prepare medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Combitips Advanced Pipetter Tips - Standard, Eppendorf Quality Tips</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>13-683-708</td>
			<td>Used to prepare medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flypad, Standard Size (8.1 X 11.6cm)</td>
			<td>Genessee Scientific</td>
			<td>59-114</td>
			<td>Used to anesthetize flies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flystuff foot valve</td>
			<td>Genessee Scientific</td>
			<td>59-121</td>
			<td>Used to anesthetize flies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing, green (1 continguous foot/unit)</td>
			<td>Genessee Scientific</td>
			<td>59-124G</td>
			<td>Used to anesthetize flies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mineral Oil, Light, White, High Purity Grade, 500 mL HDPE Bottle</td>
			<td>VWR</td>
			<td>97064-130</td>
			<td>Used to make a morgue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Erlenmeyer Flask Set - 3 Sizes - 50, 150 and 250ml, Karter Scientific 214U2</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>Not applicable</td>
			<td>Used to make a morgue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BGSET5 Glass Beaker Set Of 5</td>
			<td>Walmart</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inbred or wildtype line of Drosophila</td>
			<td>Bloomington Drosophila Stock Center at Indiana University</td>
			<td></td>
			<td>https://bdsc.indiana.edu</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wild popultions of Drosophila</td>
			<td>UC San Diego Drosophila Stock Center</td>
			<td></td>
			<td>https://stockcenter.ucsd.edu/info/welcome.php</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental protocol for using drosophila as an invertebrate model system for toxicity testing in the laboratory

Emergente egenskaber og eksterne faktorer (befolkning- og økosystem-niveau interaktioner, navnlig) spille en vigtig rolle i mægle økologisk vigtige slutpunkter, selv om de sjældent betragtes som toksikologiske undersøgelser. D. melanogaster fremstår som en toksikologi model for de adfærdsmæssige, neurologiske og genetiske virkninger af giftstoffer, at nævne nogle få. Endnu vigtigere, kan arter i slægten Drosophila udnyttes som en modelsystem for en integrativ ramme tilgang at indarbejde emergente egenskaber og besvare økologisk relevante spørgsmål i toksikologi forskning. Formålet med dette dokument er at give en protokol for udsætter arter i slægten Drosophila for forurenende stoffer, der skal bruges som et modelsystem for en række fænotypiske udgange og økologisk relevante spørgsmål. Mere specifikt, kan denne protokol bruges til 1) linke flere biologiske niveauer af organisation og forstå virkningen af giftige stoffer på både individ og befolkningen niveau fitness; 2) test virkningen af giftige stoffer på forskellige stadier af udviklingsmæssige eksponering; 3) test mindretalsspørgsmålet og evolutionære konsekvenser af forurenende stoffer; og 4) teste flere forurenende stoffer og stressfaktorer samtidigt.

Ved at udsætte mundtligt Drosophila til en contaminant(s) i hele udvikling, kan forskellige toksikologiske spørgsmål testes ved at udsætte Drosophila på forskellige niveauer i biologiske organisation. Dette afsnit præsenterer repræsentative resultater, der opnås ved hjælp af denne protokol i tidligere offentliggjorte papirer23,24. Især blev denne protokol tidligere brugt til at evaluere ophobning, fjern...

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory at JoVE.com

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

I dette papir giver vi en detaljeret protokol for udsætter arter i slægten Drosophila til forurenende stoffer med mål at studere virkningerne af eksponering på en række fænotypiske udgange på forskellige udviklingsstadier og for mere end én generation.

Forsøgsplan for at bruge Drosophila som hvirvelløse modelsystem for afprøvning af toksicitet i laboratoriet

Emergent properties and external factors (population-level and ecosystem-level interactions, in particular) play important roles in mediating ...

Research

JoVE Journal

Biology

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

Testing Nicotine Tolerance in Aphids Using an Artificial Diet Experiment

Plants may upregulate the production of many different seconday metabolites in response to insect feeding. One of these metabolites, nicotine, is well ...

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Langsigtet dødelige toksicitet Test med krebsdyr Artemia franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

Undersøgelse Spredningen og toksicitet af Prion-lignende proteiner Brug af metazoan modelorganismen<em&gt; C. elegans</em

Prions are unconventional self-propagating proteinaceous particles, devoid of any coding nucleic acid. These proteinaceous seeds serve as templates for ...

A Protocol for Using Gene Set Enrichment Analysis to Identify the Appropriate Animal Model for Translational Research

En protokol til brug af gen sæt berigelse analyse til at identificere den passende dyremodel for Translationel forskning

Recent studies that compared transcriptomic datasets of human diseases with datasets from mouse models using traditional gene-to-gene comparison ...

Laboratory Protocol for Genetic Gut Content Analyses of Aquatic Macroinvertebrates Using Group-specific rDNA Primers

Laboratoriet protokol for genetiske Gut indhold analyser af akvatiske Macroinvertebrates brug af gruppe-specifikke rDNA primere

Analyzing food webs is essential for a better understanding of ecosystems. For example, food web interactions can undergo severe changes caused by the ...

Establishment of an Extracellular Acidic pH Culture System

Etablering af en ekstracellulære sure pH kultur System

Conditions of the tumor microenvironment, such as hypoxia or nutrient starvation, play critical roles in cancer progression and malignancy. However, the ...

A Protocol for Laboratory Housing of Turquoise Killifish (Nothobranchius furzeri)

A Protocol for Laboratory Housing of Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

En protokol til laboratoriet boliger af turkis Killifish (Nothobranchius furzeri)

The development of husbandry practices in non-model laboratory fish used for experimental purposes has greatly benefited from the establishment of ...

Protocols for Testing the Toxicity of Novel Insecticidal Chemistries to Mosquitoes

Protokoller for afprøvning toksicitet af roman insektbekæmpelsesmidler kemi til myg

New classes of insecticides with novel modes of action are needed to control insecticide resistant populations of mosquitoes that transmit diseases such ...

An Air-liquid Interface Bronchial Epithelial Model for Realistic, Repeated Inhalation Exposure to Airborne Particles for Toxicity Testing

En luft-flydende Interface Bronchial Epitel Model for realistisk, gentagen indånding Eksponering for luftbårne partikler til toksicitet Test

For toxicity testing of airborne particles, air-liquid interface (ALI) exposure systems have been developed for in vitro tests in order to mimic realistic ...