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

Denna publikation stöddes av ett anslag från utbildningsdepartementet (PR Award #P031C160025-17, projektnamn: 84.031 C) till Colorado State University-Pueblo (CSU-Pueblo) samhällen att bygga aktiva stammen engagemang (C-bas). Vi tackar nuvarande zoologi och Elsevier för att ge rättigheter att använda de representativa resultat publicerade i tidigare artiklar, samt redaktörerna för JoVE för att ge oss möjlighet att publicera detta protokoll. Vi vill också tacka de C-bas Program, Dr Brian Vanden Heuvel (C-BASE och Institutionen för biologi, CSU-Pueblo), CSU-Pueblo biologi institutionen, Thomas Graziano, Dr. Bernard Possidente (Institutionen för biologi, Skidmore College) och Dr Claire Varian Ramos (Institutionen för biologi, Colorado State University-Pueblo) för deras stöd och hjälp.

Följande protokoll är ett experimentellt protokoll används bakåt i Drosophila släktet på förorenade medium när oralt intag av ett toxin är lämpligt; andra former av exponering är möjligt använda Drosophila modell11,15,16,26. De metoder som beskrivs i detta protokoll har tidigare beskrivits av Hirsch et al. 19 och Peterson et al...

Drosophila melanogaster har etablerats som en kraftfull modell för en rad biologiska processer på grund av omfattande bevarande av gener och vägar mellan D. melanogaster och människor13,14. Av samma skäl att det är en kraftfull modell för medicinsk vetenskap, har Drosophila framträtt som en lämplig modellsystem studera konsekvenserna av antropogena föroreningar på ett utbud av toxikologiska ändpunkter. Flera laboratorier anv...

Varje år införs cirka 1 000 nya kemikalier av den kemiska industri1,2; dock testas miljökonsekvenserna av endast en liten andel av dessa kemikalier innan distribution2,3. Även om storskaliga katastrofer är ovanliga, subletala och kronisk exponering för en stor mängd föroreningar är utbredd i både människor och djurliv4,5. Den historiska inriktningen ekotoxikologi och miljötoxikologi var att testa dödlighet, enstaka kemisk exponering, akut exponering och fysiologiska effekter av exponering, som ett sätt att mäta effekterna av föroreningar på överlevnad6, 7 , 8 , 9 , 10. även om det finns en förskjutning mot etiska och icke-invasiva metoder för djurförsök, nuvarande metoder är begränsande på grund av rollen som utveckling, emergenta egenskaper och yttre faktorer (såsom befolkningen nivå och ekosystem-nivå interaktioner) spela i medla ekologiskt viktiga effektmått8. Därför finns det ett behov av metoder som införlivar ett mer holistiskt synsätt utan att offra djur och ryggradsdjur i laboratoriet.
Ryggradslösa modellsystem, såsom Drosophila melanogaster, är ett attraktivt alternativ till adress nöden för en mer holistisk syn toxicitetstester. D. melanogaster, utvecklades ursprungligen som en ryggradslösa modellsystem för mänskliga-relaterade genetisk forskning om ett sekel sedan11. D. melanogaster används nu tydligt som ett ryggradsdjur modell alternativ av flera skäl: 1) bevarande av gener och vägar mellan D. melanogaster och människor; (2) kort generationstid jämfört med ryggradsdjur modeller; (3) billiga kostnaden för underhåll. (4) underlätta generera stort urvalsstorlekar; och 5) uppsjö av fenotypiska - och ekologiskt-relevanta endpoints tillgänglig för testning11,12,13,14,15,16,17 .
Flera laboratorier11,15,16,17,18,19,20,21,22, 23 , 24 , 25 nu använder D. melanogaster som ett ryggradsdjur modell alternativ för toxicitetstester för att förstå konsekvenserna av föroreningar på människor. Lokala vilda arter av Drosophila kan utnyttjas, samt, som toxicitet modeller för vilda djur (och människor) att besvara ekologiskt-, behaviorally-, och evolutionärt relevanta frågor på flera olika biologiska nivåer av organisationen. Med i Drosophila släktet som modell, är flera mätbara slutpunkter möjligt11,15,16,18,19,20 ,21,22,23,24,25. Utbildningsanstalter, använda Drosophila modellen, toxikologer kan: 1) etiskt länka effekter på flera olika biologiska nivåer av organisationen. (2) införliva roll framväxande faktorer och utveckling. (3) studera ekologiskt viktiga effektmått (förutom medicinskt viktiga effektmått); (4) testa flera stressfaktorer samtidigt; (5) och test långsiktiga multigenerational (e.g. evolutionära och transgenerationell) konsekvenserna av stressfaktorer. Därför kan använder Drosophila som modellsystem en mångfald av metoder, inte begränsat till studera mekanistiska inflygningar med inavlade stammar av D. melanogaster i laboratoriet.
I detta papper presentera vi metoder för uppfödning och samla Drosophila för att besvara olika toxikologiska frågor. Mer specifikt beskriver vi metoden för 1) uppfödning Drosophila i medium spetsad med en eller flera föroreningar; (2) samla Drosophila hela utveckling (t.ex. vandrande tredje-instar larver, Pupp fall, nyligen-eclosed vuxna och mogna vuxna); och 3) uppfödning Drosophila i det förorenada mediet för att test mellan generationerna och transgenerationell överföring, samt evolutionära konsekvenserna av toxiska långtidsexponering. Med hjälp av detta protokoll, tidigare författare18,19,20,21,22,23,24har,25 rapporterat olika fysiologiska, genetiska och beteendemässiga effekter av utvecklingstoxicitet leda (Pb2 +) exponering. Detta protokoll kan toxikologer att använda en mer holistisk toxikologiska strategi, som är nödvändig för att förstå hur föroreningar är riskfaktorer för både människor och djur i en alltmer förorenad miljö.

<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

Emergenta egenskaper och yttre faktorer (befolkningen nivå och ekosystem-nivå interaktioner, i synnerhet) spela viktiga roller i medla ekologiskt viktiga effektmått, även om de anses sällan i toxikologiska studier. D. melanogaster framstår som en toxikologi modell för de beteendemässiga, neurologiska och genetiska effekterna av gifter, för att nämna några. Viktigare, kan art i släktet Drosophila utnyttjas som modellsystem för en integrativ ramverket strategin att införliva emergenta egenskaper och svara ekologiskt relevanta frågor i toxikologi forskning. Syftet med denna uppsats är att tillhandahålla ett protokoll för utsätta arter i släktet Drosophila för föroreningar som ska användas som modellsystem för en rad fenotypiska utgångar och ekologiskt relevanta frågor. Mer specifikt kan detta protokoll användas för att 1) länka flera biologiska nivåer av organisationen och förstå effekterna av gifter på både individ - och populationsnivå fitness; (2) testa effekterna av gifter i olika skeden av utvecklingstoxicitet exponering; (3) testa multigenerational och evolutionära konsekvenserna av föroreningar. och 4) testa flera föroreningar och stressfaktorer samtidigt.

Genom att muntligen utsätta Drosophila för en kontaminanter i hela utveckling, kan olika toxikologiska frågor testas genom att exponera Drosophila på olika nivåer av biologisk organisation. Detta avsnitt presenterar representativa resultat som erhållits med detta protokoll i tidigare publicerade uppsatser23,24. I synnerhet användes detta protokoll tidigare för att utvärdera ackumulering, eliminering och ...

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 detta papper ger vi ett detaljerat protokoll för utsätta arter i släktet Drosophila för föroreningar med målet att studera effekterna av exponering på en rad fenotypiska utgångar i olika utvecklingsstadier och för mer än en generation.

Experimentellt protokoll för att använda Drosophila som en ryggradslösa modellsystem för toxicitetstester 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

Testa Nikotin Tolerans i Bladlöss med konstgjord 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

Långsiktig Dödligt toxicitetstest med Crustacean 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

Undersöka spridning och toxicitet Prion-liknande proteiner Använda metazoan Model Organism<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

Ett protokoll för att använda gen Set-anrikning analys identifiera den lämplig djurmodell för translationell 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 protokoll för genetiska Gut innehåll analyser av vattenlevande Macroinvertebrates använda gruppspecifika rDNA grundfärger

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

Inrättandet av en extracellulär sura 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

Ett protokoll för laboratoriet bostäder av turkos 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

Protokoll för testning av romanen insektsbekämpning kemier mygg toxicitet

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

Ett luft-flytande gränssnitt Bronchial Epitelial Modell för realistisk, upprepad inandningsexponering för luftburna partiklar för toxicitetstestning

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