Name: assessment of chemical toxicity in adult drosophila melanogaster
Uploaded: 2023-03-24T14:00:00
Duration: 7 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Chemical Toxicity in Adult Drosophila Melanogaster at JoVE.com

We bedanken onze medewerkers voor hulp bij het testen en optimaliseren van dit protocol: Ameya Belamkar, Marilyn Clark, Alexander Fitt, Emma Rose Gallant, Ethan Golditch, Matthew Lowe, Morgan Marsh, Kyle McClung, Andy Puga, Darcy Rose, Cameron Stockbridge en Noelle Zolman. We bedanken ook onze collega's van de Precision Toxicology Group, met name onze tegenhangers van de Exposure Group, voor het helpen identificeren van de doelen van het protocol.
Dit project ontving financiering van het Horizon 2020 Research and Innovation-programma van de Europese Unie onder Grant Agreement No. 965406. Het werk dat in deze publicatie wordt gepresenteerd, is uitgevoerd als onderdeel van het ASPES-cluster. Deze output weerspiegelt alleen de standpunten van de auteurs en de Europese Unie kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor enig gebruik dat kan worden gemaakt van de informatie die erin is opgenomen. Deze publicatie werd ook mogelijk gemaakt met steun van het Indiana Clinical and Translational Sciences Institute, dat gedeeltelijk wordt gefinancierd door Award Number UL1TR002529 van de National Institutes of Health, National Center for Advancing Translational Sciences, Clinical and Translational Sciences Award. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de National Institutes of Health. Delen van dit project werden ondersteund door fondsen van Indiana University toegekend aan JRS en het PhyloTox-consortium. JMH en EMP werden ondersteund door NIH award P40OD018537 aan Bloomington Drosophila Stock Center.

<ol>
	<li>United States Occupational Safety and Health Administration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+industry:+OSHA+safety+and+health+standards+(29+CFR+1926/1910).">Construction industry: OSHA safety and health standards (29 CFR 1926/1910).</a> United States Occupational Safety and Health Administration. , (2022).</li><li>Chemical, Metals, Natural Toxins &amp; Pesticides Guidance Documents &amp; Regulations. United States Food &amp; Drug Administration Available from: <a target="_blank" href="https://www.fda.gov/food/guidance-documents-regulatory-information-topic-food-and-dietary-supplements/chemical-metals-natural-toxins-pesticides-guidance-documents-regulations">https://www.fda.gov/food/guidance-documents-regulatory-information-topic-food-and-dietary-supplements/chemical-metals-natural-toxins-pesticides-guidance-documents-regulations</a> (2022)</li><li>Drinking Water Contaminant Candidate List (CCL) and Regulatory Determination. United States Food &amp; Drug Administration Available from: <a target="_blank" href="https://www.epa.gov/cci">https://www.epa.gov/cci</a> (2022)</li><li>Administration Bottled Water/Carbonated Soft Drinks Guidance Documents &amp; Regulatory Information. United States Food &amp; Drug Administration Available from: <a target="_blank" href="https://www.fda.gov/food/guidance-documents-regulatory-information-topic-food-and-dietary-supplements/bottled-watercarbonated-soft-drinks-guidance-documents-regulatory-information">https://www.fda.gov/food/guidance-documents-regulatory-information-topic-food-and-dietary-supplements/bottled-watercarbonated-soft-drinks-guidance-documents-regulatory-information</a> (2022)</li><li>United States Congress. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Federal+Food,+Drug,+and+Cosmetic+Act.">Federal Food, Drug, and Cosmetic Act.</a> United States Congress. 21, 301-392 (1934).</li><li>Determining if a Cleaning Product is a Pesticide Under FIFRA. Environmental Protection Agency Available from: <a target="_blank" href="https://www.epa.gov/pesticide-registration/determining-if-cleaning-produt-pesticide-under-fifra">https://www.epa.gov/pesticide-registration/determining-if-cleaning-produt-pesticide-under-fifra</a> (2022)</li><li>United States Congress. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxic+Substances+Control+Act+of+1976.+H.R.+12440.">Toxic Substances Control Act of 1976. H.R. 12440.</a> Library of Congress, United States. , 1640-1707 (1976).</li><li>Wang, Z., Walker, G. W., Muir, D. C. G., Nagatani-Yoshida, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+a+global+understanding+of+chemical+pollution:+a+first+comprehensive+analysis+of+national+and+regional+chemical+inventories.">Toward a global understanding of chemical pollution: a first comprehensive analysis of national and regional chemical inventories.</a> Environmental Science Technology. 54 (5), 2575-2584 (2020).</li><li>Pandey, U. B., Nichols, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+disease+models+in+Drosophila+melanogaster+and+the+role+of+the+fly+in+therapeutic+drug+discovery.">Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery.</a> Pharmacological Reviews. 63 (2), 411-436 (2011).</li><li>New Approach Methods Work Plan. United States Environmental Protection Agency Available from: <a target="_blank" href="https://www.epa.gov/system/files/documents/2021-11/nams-work-plan_11_15_21_508-tagged.pdf">https://www.epa.gov/system/files/documents/2021-11/nams-work-plan_11_15_21_508-tagged.pdf</a> (2021)</li><li>Hartung, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+alternative+methods+to+a+new+toxicology.">From alternative methods to a new toxicology.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 77 (3), 338-349 (2011).</li><li>Mahony, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Building+confidence+in+non-animal+methods:+Practical+examples+of+collaboration+between+regulators,+researchers+and+industry.">Building confidence in non-animal methods: Practical examples of collaboration between regulators, researchers and industry.</a> Computational Toxicology. 10, 78-80 (2019).</li><li>Kavlock, R. 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=Accelerating+the+pace+of+chemical+risk+assessment.">Accelerating the pace of chemical risk assessment.</a> Chemical Research in Toxicology. 31 (5), 287-290 (2018).</li><li>European Chemicals Agency. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Approach+Methodologies+in+Regulatory+Science,+Proceedings+of+the+Scientific+Workshop.">New Approach Methodologies in Regulatory Science, Proceedings of the Scientific Workshop.</a> European Chemicals Agency. , (2016).</li><li>Wambaugh, J. F., 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=New+approach+methodologies+for+exposure+science.">New approach methodologies for exposure science.</a> Current Opinion in Toxicology. 15, 76-92 (2019).</li><li>Rand, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophotoxicology:+The+growing+potential+for+Drosophila+in+neurotoxicology.">Drosophotoxicology: The growing potential for Drosophila in neurotoxicology.</a> Neurotoxicology and Teratology. 32 (1), 74-83 (2010).</li><li>Ong, C., Yung, L. Y. L., Cai, Y., Bay, B. H., Baeg, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+melanogaster+as+a+model+organism+to+study+nanotoxicity.">Drosophila melanogaster as a model organism to study nanotoxicity.</a> Nanotoxicology. 9 (3), 396-403 (2015).</li><li>Peterson, E. K., Long, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+protocol+for+using+Drosophila+as+an+invertebrate+model+system+for+toxicity+testing+in+the+laboratory.">Experimental protocol for using Drosophila as an invertebrate model system for toxicity testing in the laboratory.</a> Journal of Visualized Experiments. (137), e57450 (2018).</li><li>Rand, M. D., Montgomery, S. L., Prince, L., Vorojeikina, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+toxicity+assays+using+the+Drosophila+model.">Developmental toxicity assays using the Drosophila model.</a> Current Protocols in Toxicology. 59, 11-20 (2014).</li><li>Misra, J. R., Horner, M. A., Lam, G., Thummel, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptional+regulation+of+xenobiotic+detoxification+in+Drosophila.">Transcriptional regulation of xenobiotic detoxification in Drosophila.</a> Genes &amp; Development. 25 (17), 1796-1806 (2011).</li><li>Rocha, J. B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+melanogaster+as+a+promising+model+organism+in+toxicological+studies.">Drosophila melanogaster as a promising model organism in toxicological studies.</a> Archives of Basic and Applied Medicine. 1 (1), 33-38 (2013).</li><li>Affleck, J. G., Walker, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+model+for+developmental+toxicology:+using+and+extending+the+drosophotoxicology+model.">Drosophila as a model for developmental toxicology: using and extending the drosophotoxicology model.</a> Methods in Molecular Biology. 1965, 139-153 (2019).</li><li>Ugur, B., Chen, K., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+tools+and+assays+for+the+study+of+human+diseases.">Drosophila tools and assays for the study of human diseases.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 9 (3), 235-244 (2016).</li><li>Chien, S., Reiter, L. T., Bier, E., Gribskov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homophila:+human+disease+gene+cognates+in+Drosophila.">Homophila: human disease gene cognates in Drosophila.</a> Nucleic Acids Research. 30 (1), 149-151 (2002).</li><li>Wangler, M. F., 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=Model+organisms+facilitate+rare+disease+diagnosis+and+therapeutic+research.">Model organisms facilitate rare disease diagnosis and therapeutic research.</a> Genetics. 207 (1), 9-27 (2017).</li><li>Colbourne, J. 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=Toxicity+by+descent:+A+comparative+approach+for+chemical+hazard+assessment.">Toxicity by descent: A comparative approach for chemical hazard assessment.</a> Environmental Advances. 9, 100287 (2022).</li><li>Hales, K. G., Korey, C. A., Larracuente, A. M., Roberts, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+on+the+fly:+a+primer+on+the+Drosophila+model+system.">Genetics on the fly: a primer on the Drosophila model system.</a> Genetics. 201 (3), 815-842 (2015).</li><li>Vang, L. L., Medvedev, A. V., Adler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+ways+to+measure+behavioral+responses+of+Drosophila+to+stimuli+and+use+of+these+methods+to+characterize+a+novel+mutant.">Simple ways to measure behavioral responses of Drosophila to stimuli and use of these methods to characterize a novel mutant.</a> PLoS One. 7 (5), 37495 (2012).</li><li>Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B., Byfield, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+assay+Drosophila+behavior.">Methods to assay Drosophila behavior.</a> Journal of Visualized Experiments. (61), e3795 (2012).</li><li>Bloomington Drosophilia Stock Center. BDSC Cornmeal Food Available from: <a target="_blank" href="https://bdsc.indiana.edu/information/recipes/bloomfood.html">https://bdsc.indiana.edu/information/recipes/bloomfood.html</a> (2022)</li><li>Martins, R. R., McCracken, A. W., Simons, M. J. P., Henriques, C. M., Rera, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+catch+a+Smurf?+-+ageing+and+beyond&#8230;+in+vivo+assessment+of+intestinal+permeability+in+multiple+model+organisms.">How to catch a Smurf? - ageing and beyond&#8230; in vivo assessment of intestinal permeability in multiple model organisms.</a> Bio-Protocol. 8 (3), 2722 (2018).</li><li>Rera, M., 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=Modulation+of+longevity+and+tissue+homeostasis+by+the+Drosophila+PGC-1+homolog.">Modulation of longevity and tissue homeostasis by the Drosophila PGC-1 homolog.</a> Cell Metabolism. 14 (5), 623-634 (2011).</li><li>Benchmark Dose Software (BMDS) (Build 3.3; Model Library Version 2022.10) [Computer Software]. United States Environmental Protection Agency Available from: <a target="_blank" href="https://www.epa.gov/bmds/download-bmds">https://www.epa.gov/bmds/download-bmds</a> (2022)</li><li>Ortiz, J. G., Opoka, R., Kane, D., Cartwright, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+arsenic+susceptibility+from+a+genetic+perspective+in+Drosophila+reveals+a+key+role+for+glutathione+synthetase.">Investigating arsenic susceptibility from a genetic perspective in Drosophila reveals a key role for glutathione synthetase.</a> Toxicological Sciences. 107 (2), 416-426 (2009).</li><li>Pickett, A. D., Patterson, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenates:+effect+on+fecundity+in+some+Diptera.">Arsenates: effect on fecundity in some Diptera.</a> Science. 140 (3566), 493-494 (1963).</li><li>Goldstein, S. H., Babich, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+arsenite+and+arsenate+to+Drosophila+melanogaster+in+a+combined+adult/developmental+toxicity+assay.">Differential effects of arsenite and arsenate to Drosophila melanogaster in a combined adult/developmental toxicity assay.</a> Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 42 (2), 276-282 (1989).</li><li>Polak, M., Opoka, R., Cartwright, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+fluctuating+asymmetry+to+arsenic+toxicity:+support+for+the+developmental+selection+hypothesis.">Response of fluctuating asymmetry to arsenic toxicity: support for the developmental selection hypothesis.</a> Environmental Pollution. 118 (1), 1928 (1928).</li><li>Zhou, S., 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=A+Drosophila+model+for+toxicogenomics:+Genetic+variation+in+susceptibility+to+heavy+metal+exposure.">A Drosophila model for toxicogenomics: Genetic variation in susceptibility to heavy metal exposure.</a> PLoS Genetics. 13 (7), 1006907 (2017).</li><li>Anholt, R. R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemosensation+and+evolution+of+Drosophila+host+plant+selection.">Chemosensation and evolution of Drosophila host plant selection.</a> iScience. 23 (1), 100799 (2020).</li><li>Depetris-Chauvin, A., Galagovsky, D., Grosjean, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemicals+and+chemoreceptors:+ecologically+relevant+signals+driving+behavior+in+Drosophila.">Chemicals and chemoreceptors: ecologically relevant signals driving behavior in Drosophila.</a> Frontiers in Ecology and Evolution. 3, 41 (2015).</li><li>Aryal, B., 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=Protocol+for+binary+food+choice+assays+using+Drosophila+melanogaster.">Protocol for binary food choice assays using Drosophila melanogaster.</a> STAR Protocols. 3 (2), 101410 (2022).</li><li>Shimada, I., Nakao, M., Kawazoe, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+differential+sensitivity+and+role+of+the+central+nervous+system+in+the+feeding+behavior+of+Drosophila+melanogaster.">Acute differential sensitivity and role of the central nervous system in the feeding behavior of Drosophila melanogaster.</a> Chemical Senses. 12 (3), 481-490 (1987).</li><li>Tanimura, T., Isono, K., Takamura, T., Shimada, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+dimorphism+in+the+taste+sensitivity+to+trehalose+in+Drosophila+melanogaster.">Genetic dimorphism in the taste sensitivity to trehalose in Drosophila melanogaster.</a> Journal of Comparative Physiology. 147 (4), 433-437 (1982).</li><li>Ro, J., Harvanek, Z. M., Pletcher, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FLIC:+high-throughput,+continuous+analysis+of+feeding+behaviors+in+Drosophila.">FLIC: high-throughput, continuous analysis of feeding behaviors in Drosophila.</a> PLoS One. 9 (6), 101107 (2014).</li><li>National Research Council. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+Precision+Medicine:+Building+a+Knowledge+Network+for+Biomedical+Research+and+a+New+Taxonomy+of+Disease.">Toward Precision Medicine: Building a Knowledge Network for Biomedical Research and a New Taxonomy of Disease.</a> National Academy of Sciences. , (2011).</li><li>Li, H., Tennessen, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Drosophila+larval+samples+for+gas+chromatography-mass+spectrometry+(GC-MS)-based+metabolomics.">Preparation of Drosophila larval samples for gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)-based metabolomics.</a> Journal of Visualized Experiments. (136), e57847 (2018).</li></ol>

Geen belangenconflicten om bekend te maken.

De fruitvlieg Drosophila melanogaster is in opkomst als een krachtig systeem voor NAMs16,18,19,21. Door gebruik te maken van de ongeëvenaarde genetische bronnen die beschikbaar zijn voor de vlieggemeenschap, gecombineerd met recente vooruitgang in genomica en metabolomica, zijn chemische veiligheidsstudies met behulp van Drosophila in staat om snel de moleculaire mechanismen te identificeren waarmee individuele verbindingen interfereren met metabolisme, fysiologie en celsignalering (zie bijvoorbeeld39). Dit goedkope protocol is ontworpen om snel dosis-responscurven te definiëren en vervolgens monsters te genereren voor RNA-seq- en metabolomics-analyse. Bovendien kan dit flexibele protocol worden aangepast voor gebruik met elk genotype en is het geschikt voor vele klassen chemicaliën.
Een opmerkelijk aspect van dit protocol is de keuze van vloeibaar voedsel dat wordt gebruikt bij de chemische blootstelling, die is gebaseerd op een eerdere studie, maar verschilt van de vaste media die worden gebruikt door de meeste toxicologische studies van Drosophila18,22. Deze specifieke vloeibare media werden geselecteerd om de voedingswaarde weer te geven van de standaard, vaste BDSC-media die de vliegen ook in dit protocol krijgen, om ervoor te zorgen dat de vliegen consistente voeding krijgen. De eenvoud van vloeibare voedingsmedia heeft veel voordelen. Vloeibare media zijn gemakkelijker te hanteren dan vast voedsel, dat moet worden gesmolten en gereconsolideerd of gereconstitueerd uit poeder. Vloeibare media verhogen ook de doorvoer van het systeem, zorgen voor een gelijkmatige chemische verdeling over de voedingsmedia en verminderen de tijd die wordt besteed aan het werken met gevaarlijke verbindingen. Bovendien hoeven de media geen oplossingen te verwarmen, wat het testen van vluchtige teststoffen vergemakkelijkt. Ten slotte worden, vanwege de relatief weinige componenten in de voedseloplossing, ongewenste nevenreacties tussen de teststof en andere voedingscomponenten geminimaliseerd. De gist die in het voedsel wordt gebruikt, is ook inactief, waardoor de reactiviteit van het voedingsmedium verder wordt beperkt. Houd er echter rekening mee dat de methode niet geschikt is voor het testen van ontwikkelings- of larvale toxiciteit.
Sommige van de materialen die in het protocol worden gebruikt, kunnen worden vervangen, zoals het gebruik van glazen vliegenflacons in plaats van polypropyleen. De gebruikte materialen werden echter geselecteerd om zowel inert als wegwerpbaar te zijn om ongewenste chemische reacties tussen reagentia en chemische blootstellingen als gevolg van het reinigen van glaswerk te voorkomen.
Het gebruik van vloeibaar voedsel vereist een voertuig voor voedselbezorging. Celluloseacetaatfilterpapier werd voor dit doel gekozen vanwege zijn flexibiliteit en inerte aard28. Andere onderzoekers gebruikten vergelijkbare protocollen, maar met andere voertuigen, zoals delicate taakdoekjes of glasvezelfilter29,30. Het celluloseacetaatfilterpapier voldeed aan deze behoeften omdat het een inert medium is dat in de ideale vorm kan worden gesneden om het in de bodem van de vliegenflacons te passen zonder grote openingen tussen het papier en de wand van de injectieflacon, waardoor de dood als gevolg van vliegen die vast komen te zitten in media of het voertuig zelf, wordt voorkomen.
Een belangrijke beperking van dit systeem is dat de maximale testbare concentratie van een chemische stof gekoppeld is aan de oplosbaarheid van de chemische stof. Niet-wateroplosbare verbindingen vereisen een extra oplosmiddel, wat kan leiden tot extra of synergetische effecten met de chemische stof van belang. Dit kan ook situaties creëren waarin het niet mogelijk is om stamoplossingen te bereiden die voldoende geconcentreerd zijn om het gewenste eindpunt in alle organismen te bereiken, waardoor de analyse van de resulterende gegevens wordt beperkt31. Om dit aan te pakken, kunnen chemicaliën met een lage oplosbaarheid in water worden getest door tot 0,5% dimethylsulfoxide aan de voedseloplossing toe te voegen. Andere oplosmiddelen kunnen ook worden gebruikt, maar aanvullend onderzoek is nodig voor elk oplosmiddel van belang om de maximaal aanvaardbare oplosmiddelconcentratie in de oplossing te bepalen om de oplosbaarheid te maximaliseren en de effecten van oplosmiddelen op het organisme te minimaliseren.
Uitgebreide karakterisering van de reukrespons in Drosophila heeft beschreven hoe vliegen het consumeren van toxische verbindingen vermijden40,41, wat leidt tot verminderde voeding op behandelde media. De blauwe kleurstoftest pakt dit fenomeen aan door onderzoekers in staat te stellen het voedingsgedrag van de vliegen die elke concentratie experimentele chemische stof 42,43,44 voeden, efficiënt te screenen. De aan- of afwezigheid van blauw in het maagdarmkanaal van de vlieg geeft aan of de vlieg het giftige medium heeft gegeten. Hoewel er meer geavanceerde methoden bestaan om vliegvoergedrag te beoordelen, zoals de Fly Liquid-Food Interaction Counter45, is deze kwalitatieve methode beter geschikt voor screening met een hogere doorvoer.
Een opmerkelijk aspect van dit protocol is dat het is geoptimaliseerd voor een blootstellingsperiode van 48 uur zonder de noodzaak om vliegen over te brengen of extra vloeistof aan de blootstellingsflacon toe te voegen. Het gebruik van een vochtigheidskamer en het plaatsen van de kamers in een incubator met een hoge luchtvochtigheid voorkwam dat het filterpapier met de voedingsmedia gedurende dit tijdsbestek uitdroogde. Het protocol kan worden aangepast voor langere blootstellingsduur, maar de methode moet worden aangepast om ervoor te zorgen dat het filtreerpapier niet droog wordt en significante veranderingen in de concentratie of letaliteit van de oplossing veroorzaakt als gevolg van uitdroging.
Ten slotte is een belangrijk kenmerk van dit protocol dat het gemakkelijk genetische varianten kan accommoderen, waardoor onderzoekers het enorme scala aan genetische hulpmiddelen voor Drosophila kunnen gebruiken om deze voorstudies over wild-type organismen uit te breiden om mechanismen van chemische actie in vivo beter te begrijpen. In dit opzicht kan het hierboven beschreven protocol gemakkelijk worden gewijzigd als aanvulling op een eerder beschreven JoVE-protocol van Peterson en Long dat toxicologische analyse van in het wild gevangen vliegen mogelijk maakt18.
Vanwege de grote verscheidenheid aan eerdere studies over de toxiciteit van natriumarseniet in Drosophila 32,33,34,35,36, werden Oregon-R-vliegen behandeld met deze verbinding om de werkzaamheid van ons systeem aan te tonen. Mannelijke vliegen vertoonden een LD 50 van 0,65 mM en vrouwtjes vertoonden een LD50 van 0,90 mM. Dit komt overeen met eerdere studies van met natriumarseniet behandelde volwassen Drosophila. Goldstein en Babich37 ontdekten bijvoorbeeld dat 50% van de vliegen (gemengde geslachten) stierf na 7 dagen blootstelling aan 0,5 mM NaAsO2. Hoewel dit een iets lagere dosis is dan momenteel werd waargenomen, zijn de verschillen tussen hun methoden en deze methode (inclusief het gebruik van vaste blootstellingsmedia, een langere tijdschaal en gemengde geslachten) waarschijnlijk verantwoordelijk voor dit verschil. Belangrijk is dat beide methoden resulteerden in over het algemeen vergelijkbare LD50-waarden.
Observaties van experimenten met behulp van dit protocol kunnen worden gebruikt om genetische en moleculaire doelen te vinden voor latere gedrags- of mechanistische studies. De blootstellingsmethode kan ook worden gebruikt om Drosophila te behandelen voor bemonstering voor metabolomica en proteomica, waardoor dit protocol zeer geschikt is voor het groeiende veld van precisietoxicologie (gemodelleerd vanuit het precisiegeneeskundeveld46). In dit opzicht kunnen blootgestelde vliegen na stap 8 worden verzameld voor daaropvolgende genomische en metabolomische analyse. Monsters die in stap 8 zijn verzameld, kunnen vervolgens worden verwerkt, zoals beschreven door Li en Tennessen47, te beginnen met stap 3.
Uiteindelijk zouden de gegevens verkregen uit de hierboven beschreven experimenten, evenals eventuele daaropvolgende metabolomics- en proteomics-gegevens, idealiter worden gebruikt in vergelijkingen tussen soorten. Zoals eerder opgemerkt26, zijn dergelijke cross-species studies krachtig en in staat om te bepalen hoe individuele chemicaliën interfereren met geconserveerde biologische routes. Het hierboven beschreven protocol kan dus worden gebruikt om evolutionaire overeenkomsten te vinden in reactie op individuele toxische stoffen in phyla en om de chemische veiligheidsregulering te helpen informeren.

Mensen worden voortdurend blootgesteld aan chemicaliën uit verschillende bronnen, waaronder lucht1, voedsel2, water3,4, medicijnen5, reinigingsmiddelen6, producten voor persoonlijke verzorging 7, industriële chemicaliën 7 en bouwmaterialen 7. Bovendien worden er elk jaar duizenden nieuwe chemicaliën geïntroduceerd8, waarvan er vele niet goed worden doorgelicht op gezondheids- en milieuveiligheid. Dit gebrek aan adequate chemische veiligheidstests komt deels voort uit een te grote afhankelijkheid van zoogdiermodellen, zoals muizen en ratten. Hoewel dergelijke knaagdiermodellen informatief zijn, zijn chemische veiligheidstests in deze systemen duur, tijdrovend en veroorzaken ze vaak onaanvaardbare niveaus van lijden voor het proefdier9.
De financiële en ethische lasten die gepaard gaan met het testen van de chemische veiligheid van zoogdieren, evenals de tijdrovende aard van zoogdierstudies, zijn belangrijke factoren die bijdragen aan het gebrek aan gegevens over nieuwe chemicaliën. Om dit probleem aan te pakken, implementeren het Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA), het Europees Agentschap voor chemische stoffen (ECHA), Health Canada en andere agentschappen maatregelen die nieuwe aanpakmethoden (NAM's) opnemen in regelgevingskaders10, waardoor het Noord-Amerikaanse en Europese beleid in overeenstemming wordt gebracht met internationale doelstellingen om het gebruik van dieren te vervangen, te verminderen en te verfijnen (het 3V-principe)11, 12,13,14. NAMs omvatten een verscheidenheid aan assays, voornamelijk gebaseerd op in vitro en in silico-modellen die een mechanistisch begrip van chemische toxiciteit bieden in plaats van het observeren van tegenspoed toegebracht aan zoogdiertestsoorten, waardoor de snelheid van het genereren van gegevens voor chemische risicobeoordeling wordt verhoogd terwijl nog steeds high-fidelity outputs worden geproduceerd15. Het is echter nog niet bewezen dat deze methoden bescherming bieden tegen systemische toxiciteit, met inbegrip van de verstoring van vitale biologische processen waarbij interorganische communicatie en endocriene signalering betrokken zijn. Verder kunnen ze geen rekening houden met de bioaccumulatie van chemicaliën in specifieke weefsels, het vermogen van individuele verbindingen om te worden geabsorbeerd en uitgescheiden, en de wisselwerking tussen gedrag en chemische blootstelling.
Vanwege de beperkingen van in vitro en computationele modellen, moet het succesvolle gebruik van NAMs om zoogdiermodellen te verminderen of te vervangen ook ongewervelde in vivo modellen omvatten, zoals de fruitvlieg, Drosophila melanogaster. Eerdere studies in de vlieg hebben aangetoond dat dit organisme zeer geschikt is voor het bestuderen van de geconserveerde genetische routes die dierlijke cellen beschermen tegen toxische moleculen 16,17,18,19,20,21,22. Bovendien vertoont de vlieg opmerkelijke genetische gelijkenis met mensen, waaronder functionele homologen met meer dan 65% van de menselijke ziekten 23,24,25 en een nog groter behoud van belangrijke functionele routes 26. Deze kenmerken, gecombineerd met hun relatief korte levenscyclus, lage onderhoudskosten en gemakkelijk waarneembare gedragsreacties, maken Drosophila zeer geschikt voor gebruik als een toxicologisch model27,28,29,30. Bovendien hebben vliegen een veel hogere doorvoer dan knaagdiermodellen en vangen ze effecten op het metabolisme, de fysiologie en hormoonsignalering die niet gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd door andere niet-organismale NAMs9.
Het hier beschreven protocol vormt een kader voor het testen van de effecten van chemische blootstelling op volwassen Drosophila. De methode is ontworpen om efficiënt, goedkoop en reproduceerbaar te zijn, terwijl ook de tijd dat onderzoekers in contact moeten komen met de teststof wordt geminimaliseerd en de monsterverzameling voor metabolomica en andere omics-benaderingen wordt geminimaliseerd. Het protocol is geoptimaliseerd voor het testen van een enkele chemische stof per experiment, maar kan gemakkelijk andere experimentele parameters bevatten, zoals verschillende oplosmiddelen of combinaties van chemicaliën.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.5 inch flower lever action craft punch</td>
			<td>Bira Craft</td>
			<td>HCP-115-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL Centrifuge Tubes&#160;</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89039-666</td>
			<td>High-Performance Centrifuge Tubes with Flat or Plug Caps, Polypropylene, 15 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 ml Tubes&#160;</td>
			<td>VWR</td>
			<td>16466-044</td>
			<td>Micro Centrifuge Tube with Flat Screw-Cap, conical bottom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 ml Tubes&#160;</td>
			<td>VWR&#160;</td>
			<td>60818-576</td>
			<td>Culture Tubes, Plastic, with Dual-Position Caps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Centrifuge Tubes&#160;</td>
			<td>Corning&#160;</td>
			<td>430290</td>
			<td>50 mL polypropylene centrifuge tubes, conical bottom with plug seal cap</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benchmark Dose Software version 3.2</td>
			<td>U.S. Environmental Protection Agency</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardboard trays</td>
			<td>Genesee Scientific flystuff</td>
			<td>32-122</td>
			<td>trays and dividers for narrow vials&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 gas pads</td>
			<td>Genesee Scientific flystuff</td>
			<td>59-114</td>
			<td>FlyStuff flypad, CO2 anesthetizing apparatus&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Combitips advanced, 50 mL</td>
			<td>Eppendorf&#160;</td>
			<td>0030089693</td>
			<td>Combitips&#160;advanced, Biopur, 50&#160;mL, light gray, colorless tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton balls</td>
			<td>Genesee Scientific flystuff</td>
			<td>51-101</td>
			<td>Cotton balls, large, fits narrow vials&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Delicate task wipes</td>
			<td>Kimtech</td>
			<td>34155</td>
			<td>Kimtech Science Kimwipes Delicate Task Wipes, 1 Ply / 8.2&#34; x 4.39&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drosophila Vial Plugs, Cellulose Acetate (aka, Flugs)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89168-888</td>
			<td>Wide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FD&#38;C Blue No. 1</td>
			<td>Spectrum Chemical</td>
			<td>FD110</td>
			<td>CAS number 3844-45-9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flies&#160;</td>
			<td>BDSC</td>
			<td>Stock #2057&#160;</td>
			<td>OregonR wildtype&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gloves (nitrile)</td>
			<td>Kimtech</td>
			<td>55082/55081/55083</td>
			<td>Kimtech purple nitrile exam gloves, 5.9 mil, ambidextrous 9.5&#34;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grade 1 CHR cellulose chromatography paper</td>
			<td>Cytvia</td>
			<td>3001-917</td>
			<td>Sheet, 46 x 57 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mesh for humidity chamber</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multipette / Repeater (X) stream&#160;</td>
			<td>Eppendorf&#160;</td>
			<td>022460811</td>
			<td>Repeater Xstream&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic grate</td>
			<td>Plaskolite</td>
			<td>18469 (from lowes)</td>
			<td>Plaskolite 24 in x 48 in 7.85 sq ft louvered ceiling light panels, cut down to fit in rubbermaid tubs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic trays for glass vials</td>
			<td>Genesee Scientific flystuff</td>
			<td>59-207</td>
			<td>Narrow fly vial reload tray&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene Drosophila Vial</td>
			<td>VWR</td>
			<td>75813-156</td>
			<td>Wide (28.5 mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubbermaid tubs</td>
			<td>Rubbermaid</td>
			<td>3769017 (from Lowes)</td>
			<td>Rubbermaid Roughneck Tote 10 gallon 18&#34; L x 12&#34; W x 8 1/2&#34; H</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose ultra pure</td>
			<td>MP Biomedicals, Inc.</td>
			<td>821721</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube racks for wide-mouthed tubes</td>
			<td>Thermo scientific&#160;</td>
			<td>5970-0230</td>
			<td>Nalgene Unwire Test tube racks, for 30 mm tubes&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water Purification System</td>
			<td>Millipore Milli-Q</td>
			<td>ZMQ560F01</td>
			<td>Millipore Milli-Q Biocel Water Purifier&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast extract</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>451120050</td>
			<td>CAS number 84604-16-0</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of chemical toxicity in adult drosophila melanogaster

Menselijke industrieën genereren honderdduizenden chemicaliën, waarvan vele niet voldoende zijn bestudeerd voor milieuveiligheid of effecten op de menselijke gezondheid. Dit tekort aan chemische veiligheidsinformatie wordt verergerd door de huidige testmethoden bij zoogdieren die duur, arbeidsintensief en tijdrovend zijn. Onlangs hebben wetenschappers en regelgevers gewerkt aan de ontwikkeling van nieuwe benaderingsmethoden (NAM's) voor chemische veiligheidstests die goedkoper en sneller zijn en dierenleed verminderen. Een van de belangrijkste NAMs die naar voren komen, is het gebruik van ongewervelde organismen als vervanging voor zoogdiermodellen om geconserveerde chemische werkingsmechanismen op te helderen voor ver verwante soorten, waaronder mensen. Om deze inspanningen te bevorderen, beschrijven we hier een methode die de fruitvlieg, Drosophila melanogaster, gebruikt om de chemische veiligheid te beoordelen. Het protocol beschrijft een eenvoudige, snelle en goedkope procedure om de levensvatbaarheid en het voedingsgedrag van blootgestelde volwassen vliegen te meten. Bovendien kan het protocol eenvoudig worden aangepast om monsters te genereren voor genomische en metabolomische benaderingen. Over het algemeen betekent het protocol een belangrijke stap voorwaarts in het vaststellen van Drosophila als een standaardmodel voor gebruik in precisietoxicologie.

De vlieg heeft lang gediend als een model in studies voor het bepalen van natriumarseniet (NaAsO2) toxiciteit35,36,37,38. Om de werkzaamheid van het protocol aan te tonen, werden mannelijke en vrouwelijke vliegen blootgesteld aan NaAsO2, met als doel deze resultaten te vergelijken met eerdere studies. Met behulp van de hierboven beschreven methodologie werden volwassen Oregon-R (BDSC stock #2057) mannen en vrouwen blootgesteld aan een reeks NaAsO 2-concentraties (0, 0,01, 0,02, 0,1, 0,2, 1 en2 mM) en scoorden voor letaliteit 48 h na het begin van de blootstelling (figuur 1A, B).
Het doel van deze eerste analyse was om het geschatte bereik van concentraties te identificeren dat een nauwkeurigere karakterisering van NaAsO2-toxiciteit mogelijk zou maken. In latere experimenten werden concentraties geselecteerd (0, 0,2, 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5 en 5 mM) die de NaAsO2 dosis-responscurve nauwkeuriger definieerden (figuur 1C,D). Merk op dat de resulterende analyse verschillende concentraties onderzocht die 100% letaliteit veroorzaakten. De gegevens werden geanalyseerd met behulp van de openbaar beschikbare Benchmark Dose Software versie 3.2.0.125 van het Environmental Protection Agency. De gegevens werden gemodelleerd als "dichotoom" en het Dichotomous Hill-model werd gebruikt voor latere analyses. Op basis van dit model waren de uiteindelijke LD10, LD25 en LD 50 van mannelijke vliegen die NaAsO2 kregen respectievelijk 0,30 mM,0,50 mM en 0,65 mM. Voor vrouwelijke vliegen waren deze waarden iets hoger, met een LD10 van 0,30 mM, een LD25 van 0,65 mM en een LD50 van 0,90 mM. Over het geheel genomen zijn de waarden die met deze methode worden verkregen vergelijkbaar met die welke eerder zijn gerapporteerd voor arseentoxiciteit in de Drosophila melanogaster35,36,37,38, waardoor de methodologie wordt gevalideerd.
Naast de zes replicaties die werden gebruikt om de dosis-responscurve te berekenen, kregen mannelijke en vrouwelijke vliegen ook NaAsO 2-blootstellingsoplossingen die 1% FD &C-blauw bevatten, wat gemakkelijk zichtbaar is in het spijsverteringskanaal met behulp van lichtmicroscopie. Op basis van de aanwezigheid van blauwe kleurstof in de darm van NaAsO 2-gevoede vliegen, bleven zowel mannelijke als vrouwelijke vliegen 24 uur na het begin van de chemische blootstelling voeden, ongeacht de NaAsO 2-concentratie die aanwezig was in de vloeibare media (figuur 2). Er werd echter waargenomen dat het ingenomen voedsel af en toe werd geregenereerd in doses van meer dan 0,2 mM voor vrouwen en 0,5 mM voor mannen (figuur 2). Deze bevindingen suggereren dat regurgitatie een sleutelrol zou kunnen spelen in de Drosophila-reactie op arseenvergiftiging.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65029/65029fig01.jpg"> Figuur 1: Dosis-responscurven voor mannelijke en vrouwelijke Drosophila behandeld met NaAsO2 gedurende 48 uur. Alle grafieken tonen de geschatte verhoudingen van dode vliegen bij elke NaAsO2-concentratie getest op basis van het Dichotomous Hill-model. (A,B) Een breed scala aan NaAsO2-concentraties werd getest om de dosis te benaderen waarbij elk geslacht van de vlieg begint te sterven. (A) toont de mannelijke gegevens en (B) toont de vrouwelijke gegevens. N = 4 injectieflacons, met 20 vliegen per injectieflacon. (C,D) Een smaller bereik van NaAsO2-concentraties werd getest om precieze doses te bepalen waarbij 10%, 25% en 50% van elk geslacht van vliegen stierf. Deze doses worden rechts van elke grafiek aangegeven. (C) toont de mannelijke gegevens en (D) toont de vrouwelijke gegevens. N = 6 injectieflacons, met 20 vliegen per injectieflacon. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65029/65029fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65029/65029fig02.jpg"> Figuur 2: Representatieve resultaten van de blauwe kleurstoftest van mannelijke en vrouwelijke Drosophila behandeld met NaAsO2 gedurende 24 uur. Microfoto's tonen vliegen die toenemende concentraties NaAsO2 kregen. Rij (A) toont mannelijke vliegen en rij (B) toont vrouwelijke vliegen, waarbij de concentratie van NaAsO2 van links naar rechts toeneemt. De buik vertoont een kleine hoeveelheid blauw in de buurt van de thorax bij lage concentraties, wat aangeeft dat blootstellingsmedia de darm zijn binnengekomen. Bij hogere concentraties begint blauwe kleurstof zich op te hopen rond de mond, wat suggereert dat blootstellingsmedia worden gereurgiteerd. De schaalbalk is 1 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65029/65029fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Chemical Toxicity in Adult Drosophila Melanogaster at JoVE.com

Assessment of Chemical Toxicity in Adult Drosophila Melanogaster

Dit protocol beschrijft een efficiënte en goedkope methode die vloeibare media gebruikt om de effecten van chemische toxische stoffen op de levensvatbaarheid van volwassen Drosophila melanogaster te beoordelen.

Beoordeling van chemische toxiciteit bij volwassen Drosophila Melanogaster

Human industries generate hundreds of thousands of chemicals, many of which have not been adequately studied for environmental safety or effects on human ...

Het protocol is een belangrijke stap voor het vaststellen van drosophila als een standaardmodel voor chemische veiligheidstests en voor het ontwikkelen van nieuwe benaderingsmethoden die gewoonlijk NAMs worden genoemd. Het protocol beschrijft een efficiënte en goedkope methode die vloeibare media gebruikt om de effecten van chemische toxische stoffen op de levensvatbaarheid van volwassen drosophila melanogaster te beoordelen. Begin met het stapelen van vier vellen cellulosechromatografiepapier van klasse één en snijd ze in stroken van twee inch breed.Pons bloemvormige filterpapier inzetstukken uit met behulp van een 1,5 inch papieren pons met een bloemvormige kleurstof. Duw de filterpapierstapel naar de bodem van een polypropyleen injectieflacon met een diameter van 28,5 millimeter met behulp van een ongelakte houten deuvel van 22 bij 220 millimeter. Zorg ervoor dat de stapel stevig op de bodem van de injectieflacon ligt.Bewaar de bereide injectieflacons in plastic of kartonnen trays en plaats de trays in grote plastic zakken tot gebruik. Open de glazen injectieflacon met de vliegen, plaats deze op de mond van de voorbereide plastic injectieflacon en breng gesorteerde geslachtsgematchte vliegen over naar de uithongeringsflacon door de onderkant van de plastic injectieflacon tegen een tafelblad te tikken. Sluit de plastic injectieflacon met een celluloseacetaatplug of flug en noteer eventuele vliegen die bij deze overdracht verloren zijn gegaan.Markeer de hongerflacons met vrouwelijke vliegen met een streep. Om onbedoeld mengen te voorkomen, laat u de injectieflacons met postvliegen ongemarkeerd. Bereid de vochtigheidskamer voor op blootstelling 's nachts door zes standaard papieren handdoeken op de bodem te plaatsen.Week vervolgens de papieren handdoeken met 100 milliliter water en plaats het plastic rooster over de natte handdoeken om ervoor te zorgen dat de injectieflacons niet in contact komen met de verzadigde papieren handdoeken. Nadat u de trays met hongerflacons in een horizontale positie in de vochtigheidskamer hebt geplaatst, brengt u de vochtigheidskamer over naar een incubator van 25 graden Celsius voor nachtelijke incubatie. Om de injectieflacons met chemische blootstelling te bereiden, brengt u vier injectieflacons met uitgehongerde vrouwelijke vliegen met 20 vliegen per injectieflacon over naar vier blootstellingsflacons van elke chemische concentratie.Label deze injectieflacons als vrouwelijk. Bereid injectieflacons met chemische blootstelling die blauwe kleurstof bevatten door voor elke chemische concentratie een injectieflacon met uitgehongerde vrouwelijke vliegen over te brengen in een injectieflacon met blauwe blootstelling. Label deze injectieflacon als vrouwelijk.Noteer het aantal vliegen dat aanwezig is in elke injectieflacon na overdracht en noteer het aantal dat is gestorven of ontsnapt. Normaal gesproken zouden alle 20 vliegen 's nachts de honger en overdracht moeten overleven. Plaats de blootstellingsflacons horizontaal in een vers voorbereide vochtigheidskamer voordat u de kamer in een incubator van 25 graden Celsius plaatst met ongeveer 60% luchtvochtigheid en een 12 is tot 12 uur licht is tot donker cyclus.Onderzoek de injectieflacons met blootstelling 24 en 48 uur na het begin van de chemische blootstelling. Tel en noteer de dode vliegen in elke injectieflacon op elk tijdstip. Om te bepalen of blootgestelde vliegen de blauwe blootstellingsmedia in de blauwe blootstellingsflacons na 24 uur na de chemische blootstelling hebben geconsumeerd, onderzoekt u de wanden van de injectieflacons op de indicaties van blauwe uitwerpselen die verschijnen als kleine stippen aan de zijkant van de blootstellingsflacon en de flug.Verdoof vervolgens de vliegen met behulp van koolstofdioxide voordat u de buik onderzoekt op de aanwezigheid van blauwe kleurstof. Onderzoek de vliegen op abnormaal voedingsgedrag zoals regurgitatie, opgezette gewassen en afbraak van de darmbarrièrefunctie. Als u klaar bent, gooit u alle verontreinigde injectieflacons, filterpapier, pluggen en vliegen in de juiste containers voor chemisch afval.Als er levende vliegen in de injectieflacons achterblijven, vries de injectieflacons dan in voordat u ze in de juiste afvalcontainer gooit. De werkzaamheid van het protocol werd bepaald door volwassen orgaan- of mannelijke en vrouwelijke vliegen bloot te stellen aan het bereik van natriumarsoniteconcentraties van nul tot twee millimolair om de letaliteit na 48 uur blootstelling te scoren. In latere experimenten werden nul tot vijf millimolaire concentraties geselecteerd die de dosisresponscurve van natriumarsoniet nauwkeuriger definieerden.Op basis van dit model was de uiteindelijke dodelijke dosis, of LD 10, LD 25 en LD 50 van mannelijke vliegen gevoed met natriumarsoniet respectievelijk 0,30 millimolair, 0,50 millimolar en 0,65 millimolair. Deze waarden waren iets hoger voor vrouwelijke vliegen met een LD 10 van 0,30 millimolair, een LD 25 van 0,65 millimolair en een LD 50 van 0,90 millimolair. In de mannelijke en vrouwelijke vliegen gevoed met 1% F D en C blauw met natriumarsonietoplossingen, werd het ingenomen voedsel af en toe geregenereerd in doses boven 0,2 millimolar voor vrouwen en 0,5 millimolar voor mannen, wat suggereert dat regurgitatie de sleutelrol zou kunnen spelen in de dross filia-reactie op arseenvergiftiging.Volgens dit blootstellingsprotocol kunnen vliegen gemakkelijk worden verzameld voor verdere analyse, inclusief genomische en metabolomische studies. Dit protocol is de eerste stap in het vaststellen van de fruitvlieg drosophila melanogaster als een gemeenschappelijk genetisch model voor het uitvoeren van grootschalige studies van precisietoxicologie.

Research

JoVE Journal

Biology

Assessment of Chemical Toxicity in Adult Drosophila Melanogaster

Dissection of Larval CNS in Drosophila Melanogaster

Dissectie van larvale CNS in Drosophila melanogaster

The central nervous system (CNS) of Drosophila larvae is complex and poorly understood.  One way to investigate the CNS is to use immunohistochemistry to ...

High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster

Hoge-resolutie video-Tracking van Locomotion in Adult Drosophila melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field.  Studying ...

Live Imaging Of Drosophila melanogaster Embryonic Hemocyte Migrations

Live Imaging Of Drosophila melanogaster Embryonic Hemocyte Migrations

Live-beeldvorming van Drosophila melanogaster Embryonale Hemocyte Migraties

Many studies address cell migration using in vitro methods, whereas the physiologically relevant environment is that of the organism itself. Here we ...

Dissection of Oenocytes from Adult Drosophila melanogaster

Dissection of Oenocytes from Adult Drosophila melanogaster

Dissectie van Oenocytes tegen Adult Drosophila melanogaster</em

In Drosophila melanogaster, as in other insects, a waxy layer on the outer surface of the cuticle, composed primarily of hydrocarbon compounds, provides ...

Isolation of Drosophila melanogaster Testes

Isolation of Drosophila melanogaster Testes

Isolatie van Drosophila melanogaster Testes

The testes of Drosophila melanogaster provide an important model for the study of stem cell maintenance and differentiation, meiosis, and soma-germline ...

Insulin Injection and Hemolymph Extraction to Measure Insulin Sensitivity in Adult Drosophila melanogaster

Insulin Injection and Hemolymph Extraction to Measure Insulin Sensitivity in Adult Drosophila melanogaster

Insuline-injectie en hemolymfe Extraction om de gevoeligheid voor insuline meten in het volwassenenonderwijs Drosophila melanogaster</em

Conserved nutrient sensing mechanisms exist between mammal and fruit fly where peptides resembling mammalian insulin and glucagon, respectively function ...

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

Meting van de levensduur 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 ...

Enhanced Northern Blot Detection of Small RNA Species in Drosophila Melanogaster

Enhanced Northern Blot Detection of Small RNA Species in Drosophila Melanogaster

Verbeterde Northern Blot detectie van kleine RNA Species in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

The last decades have witnessed the explosion of scientific interest around gene expression control mechanisms at the RNA level. This branch of molecular ...

Maintenance of a Drosophila melanogaster Population Cage

Maintenance of a Drosophila melanogaster Population Cage

Handhaving van<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Bevolking Cage

Large quantities of DNA, RNA, proteins and other cellular components are often required for biochemistry and molecular biology experiments. The short life ...

Optical Cross-Sectional Muscle Area Determination of Drosophila Melanogaster Adult Indirect Flight Muscles

Optical Cross-Sectional Muscle Area Determination of Drosophila Melanogaster Adult Indirect Flight Muscles

Optische cross-sectionele spier gebied bepaling van Drosophila Melanogaster volwassen indirecte vlucht spieren

Muscle mass wasting, known as muscle atrophy, is a common phenotype in Drosophila models of neuromuscular diseases. We have used the indirect flight ...