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

אנו מודים לצוות שלנו על העזרה בבדיקה ובאופטימיזציה של פרוטוקול זה: אמיה בלמקאר, מרילין קלארק, אלכסנדר פיט, אמה רוז גלנט, איתן גולדיץ', מתיו לאו, מורגן מארש, קייל מקלונג, אנדי פוגה, דארסי רוז, קמרון סטוקברידג' ונואל זולמן. אנו מודים גם לעמיתינו מקבוצת הטוקסיקולוגיה המדויקת, ובמיוחד לעמיתינו בקבוצת החשיפה, על עזרתם לזהות את מטרות הפרוטוקול.
פרויקט זה קיבל מימון מתוכנית המחקר והחדשנות Horizon 2020 של האיחוד האירופי במסגרת הסכם מענק מס' 965406. העבודה המוצגת בפרסום זה בוצעה במסגרת אשכול ASPIS. פלט זה משקף רק את עמדות המחברים, והאיחוד האירופי אינו יכול להיות אחראי לכל שימוש שעשוי להיעשות במידע הכלול בו. פרסום זה התאפשר גם בתמיכת המכון למדעים קליניים ותרגומיים של אינדיאנה, הממומן בחלקו על ידי פרס מספר UL1TR002529 מהמכונים הלאומיים לבריאות, פרס המרכז הלאומי לקידום מדעי התרגום, המדעים הקליניים והתרגומיים. התוכן הוא באחריותם הבלעדית של המחברים ואינו מייצג בהכרח את הדעות הרשמיות של המכונים הלאומיים לבריאות. חלקים מפרויקט זה נתמכו על ידי קרנות מאוניברסיטת אינדיאנה שהוענקו ל-JRS ולקונסורציום PhyloTox. JMH ו-EMP נתמכו על ידי P40OD018537 פרס NIH למרכז המניות בלומינגטון דרוזופילה.

<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>

אין ניגודי עניינים לחשוף.

זבוב הפירות Drosophila melanogaster מתגלה כמערכת רבת עוצמה עבור NAMs16,18,19,21. על ידי מינוף המשאבים הגנטיים חסרי התקדים הזמינים לקהילת הזבובים, בשילוב עם ההתקדמות האחרונה בגנומיקה ובמטבולומיקה, מחקרי בטיחות כימיים המשתמשים בדרוזופילה מסוגלים לזהות במהירות את המנגנונים המולקולריים שבאמצעותם תרכובות בודדות מפריעות לחילוף חומרים, פיזיולוגיה ואיתות תאי (לדוגמה, ראו39). פרוטוקול זול זה נועד להגדיר במהירות עקומות מנה-תגובה ולאחר מכן לייצר דגימות עבור RNA-seq וניתוח מטבולומי. יתר על כן, פרוטוקול גמיש זה יכול להיות מותאם לשימוש עם כל גנוטיפ והוא יכול להכיל סוגים רבים של כימיקלים.
היבט בולט של פרוטוקול זה הוא בחירת המזון הנוזלי המשמש בחשיפה הכימית, המבוססת על מחקר קודם, אך שונה מהמדיה המוצקה המשמשת את רוב המחקרים הטוקסיקולוגיים של דרוזופילה 18,22. המצע הנוזלי הספציפי הזה נבחר כדי לשקף את התוכן התזונתי של מצע ה-BDSC הסטנדרטי והמוצק שהזבובים ניזונים ממנו גם בפרוטוקול זה, כדי להבטיח שהזבובים יקבלו תזונה עקבית. לפשטות של מדיה האכלה נוזלית יש יתרונות רבים. קל יותר לטפל במדיה נוזלית מאשר במזון מוצק, שיש להמיס ולמצק מחדש או להרכיב מחדש מאבקה. מדיה נוזלית גם מגדילה את תפוקת המערכת, מבטיחה פיזור כימי אחיד בכל אמצעי ההזנה, ומפחיתה את זמן העבודה עם חומרים מסוכנים. בנוסף, התקשורת אינה דורשת חימום פתרונות, מה שמאפשר בדיקה של תרכובות בדיקה נדיפות. לבסוף, בגלל המרכיבים המעטים יחסית הכלולים בתמיסת המזון, תגובות לוואי לא רצויות ממוזערות בין כימיקל הבדיקה לבין רכיבים תזונתיים אחרים. השמרים המשמשים במזון גם אינם פעילים, מה שמגביל עוד יותר את תגובתיות אמצעי ההאכלה. עם זאת, יש לציין כי השיטה אינה מתאימה לבדיקת רעילות התפתחותית או רעילות זחלים.
חלק מהחומרים המשמשים בפרוטוקול ניתנים להחלפה, כגון שימוש בבקבוקוני זבוב זכוכית במקום פוליפרופילן. עם זאת, החומרים בהם נעשה שימוש נבחרו להיות אינרטיים וחד פעמיים כדי למנוע תגובות כימיות לא רצויות בין ריאגנטים וחשיפות כימיות שעלולות לנבוע מניקוי כלי זכוכית.
השימוש במזון נוזלי מחייב כלי למשלוח מזון. נייר מסנן תאית אצטט נבחר למטרה זו בשל גמישותו ואופיו האינרטי28. חוקרים אחרים השתמשו בפרוטוקולים דומים אך עם כלי רכב אחרים, כגון מגבוני משימה עדינים או מסנן סיבי זכוכית29,30. נייר פילטר תאית אצטט התאים לצרכים אלה מכיוון שמדובר ברכב אינרטי שניתן לחתוך לצורה האידיאלית כדי להתאים אותו לתחתית בקבוקוני הזבוב ללא רווחים גדולים בין הנייר לדופן הבקבוקון, מה שמונע מוות כתוצאה מזבובים שנתקעו במדיה או ברכב עצמו.
מגבלה חשובה של מערכת זו היא שהריכוז המרבי הניתן לבדיקה של כימיקל קשור למסיסות הכימיקל. תרכובות שאינן מסיסות במים דורשות ממס נוסף, אשר יכול להוביל להשפעות נוספות או סינרגטיות עם הכימיקל המעניין. זה יכול גם ליצור מצבים שבהם לא ניתן להכין פתרונות מלאי מרוכזים מספיק כדי להשיג את נקודת הקצה הרצויה בכל האורגניזמים, ולכן מגביל את הניתוח של הנתונים המתקבלים31. כדי להתמודד עם זה, כימיקלים עם מסיסות מים נמוכה ניתן לבדוק על ידי הוספת עד 0.5% dimethyl sulfoxide לתמיסת מזון. ניתן להשתמש גם בממסים אחרים, אך יש צורך במחקר נוסף עבור כל ממס מעניין כדי לקבוע את ריכוז הממס המרבי המקובל בתמיסה כדי למקסם את המסיסות תוך מזעור השפעות הממס על האורגניזם.
אפיון נרחב של תגובת חוש הריח בדרוזופילה תיאר כיצד זבובים נמנעים מצריכת תרכובות רעילות40,41, מה שמוביל להזנה מופחתת במדיה מטופלת. בדיקת הצבע הכחול מטפלת בתופעה זו בכך שהיא מאפשרת לחוקרים לסנן ביעילות את התנהגויות האכילה של הזבובים הניזונים מכל ריכוז של כימיקל ניסיוני42,43,44. נוכחותו או היעדרו של כחול במערכת העיכול של הזבוב מציין אם הזבוב אכל את המדיום המכיל רעילים. למרות שקיימות שיטות מתוחכמות יותר להערכת התנהגויות האכלת זבובים, כגון מונה אינטראקציה בין זבוב למזון נוזלי45, שיטה איכותית זו מתאימה יותר לסינון בתפוקה גבוהה יותר.
היבט בולט של פרוטוקול זה הוא שהוא עבר אופטימיזציה לתקופת חשיפה של 48 שעות ללא צורך להעביר זבובים או להוסיף נוזל נוסף לבקבוקון החשיפה. שימוש בתא לחות והצבת התאים באינקובטור שנשמר בלחות גבוהה מנעו מנייר הסינון המכיל את אמצעי ההזנה להתייבש במהלך פרק זמן זה. ניתן להתאים את הפרוטוקול לפרקי חשיפה ארוכים יותר, אך יש להתאים את השיטה כדי להבטיח שנייר הסינון לא יתייבש ויגרום לשינויים משמעותיים בריכוז התמיסה או בקטלניות עקב התייבשות.
לבסוף, מאפיין חשוב של פרוטוקול זה הוא שהוא יכול להתאים בקלות לווריאנטים גנטיים, מה שמאפשר לחוקרים להשתמש במגוון העצום של כלים גנטיים עבור דרוזופילה כדי להרחיב את המחקרים הראשוניים האלה על אורגניזמים מסוג בר כדי להבין טוב יותר מנגנונים של פעולה כימית in vivo. בהקשר זה, ניתן לשנות בקלות את הפרוטוקול המתואר לעיל כדי להשלים פרוטוקול JoVE שתואר קודם לכן על ידי פיטרסון ולונג המאפשר ניתוח טוקסיקולוגי של זבובים שנלכדו בטבע18.
בגלל המגוון הרחב של מחקרים קודמים על רעילות נתרן ארסן בדרוזופילה 32,33,34,35,36, זבובי אורגון-R טופלו בתרכובת זו כדי להדגים את יעילות המערכת שלנו. זבובים זכרים הציגו LD 50 של 0.65 מילימול, ונקבות הציגו LD50 של 0.90 מילימול. זה עולה בקנה אחד עם מחקרים קודמים של דרוזופילה למבוגרים שטופלו בנתרן ארסניט. לדוגמה, גולדשטיין ובביץ'37 מצאו כי 50% מהזבובים (מינים מעורבים) מתו לאחר 7 ימים של חשיפה ל-0.5 מילימטר NaAsO2. למרות שמדובר במינון מעט נמוך יותר ממה שנצפה כיום, ההבדלים בין השיטות שלהם לבין שיטה זו (כולל שימוש באמצעי חשיפה מוצקים, טווח זמן ארוך יותר ומינים מעורבים) ככל הנראה מסבירים הבדל זה. חשוב לציין, שתי השיטות הביאו לערכי LD50 דומים בסך הכל.
תצפיות מניסויים המשתמשים בפרוטוקול זה יכולות לשמש למציאת מטרות גנטיות ומולקולריות למחקרים התנהגותיים או מכניסטיים הבאים. שיטת החשיפה יכולה לשמש גם לטיפול בדרוזופילה לצורך דגימה עבור מטבולומיקה ופרוטאומיקה, מה שהופך פרוטוקול זה מתאים היטב לתחום הצומח של טוקסיקולוגיה מדויקת (מודל מתחום הרפואה המדויקת46). בהקשר זה, ניתן לאסוף זבובים חשופים לאחר שלב 8 לניתוח גנומי ומטאבולומי עוקב. לאחר מכן ניתן לעבד דגימות שנאספו בשלב 8, כפי שמתואר על ידי לי וטנסן47, החל משלב 3.
בסופו של דבר, הנתונים המתקבלים מהניסויים שתוארו לעיל, כמו גם כל נתוני המטבולומיקה והפרוטאומיקה שלאחר מכן, ישמשו באופן אידיאלי להשוואות בין מינים. כפי שצוין קודם לכן26, מחקרים חוצי מינים כאלה הם רבי עוצמה ומסוגלים לקבוע כיצד כימיקלים בודדים מפריעים למסלולים ביולוגיים שמורים. לפיכך, ניתן להשתמש בפרוטוקול המתואר לעיל כדי למצוא מכנה משותף אבולוציוני בתגובה לרעלים בודדים ברחבי פילה ולסייע בוויסות הבטיחות הכימית.

בני אדם נחשפים כל הזמן לכימיקלים ממגוון מקורות, כולל אוויר1, מזון2, מים3,4, תרופות5, חומרי ניקוי6, מוצרי טיפוח אישי 7, כימיקלים תעשייתיים 7 וחומרי בניין 7. יתר על כן, אלפי כימיקלים חדשים מוצגים מדי שנה8, שרבים מהם אינם נבדקים כראוי לבריאות ובטיחות הסביבה. היעדר בדיקות בטיחות כימיות מספקות נובע בחלקו מהסתמכות יתר על מודלים של יונקים, כגון עכברים וחולדות. בעוד מודלים כאלה מכרסמים הם אינפורמטיביים, בדיקות בטיחות כימיות במערכות אלה הן יקרות, גוזלות זמן, ולעתים קרובות גורמות רמות בלתי מתקבלות על הדעת של סבל לחיית הניסוי9.
הנטל הכספי והאתי הקשור לבדיקות בטיחות כימיות של יונקים, כמו גם האופי הגוזל זמן של מחקרי יונקים, הם גורמים מרכזיים התורמים למיעוט הנתונים סביב כימיקלים חדשים. כדי להתמודד עם בעיה זו, הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (EPA), סוכנות הכימיקלים האירופית (ECHA), Health Canada וסוכנויות אחרות מיישמות אמצעים המשלבים מתודולוגיות גישה חדשות (NAMs) במסגרות רגולטוריות10, ובכך מציבים את המדיניות בצפון אמריקה ובאירופה בקנה אחד עם היעדים הבינלאומיים להחליף, להפחית ולחדד את השימוש בבעלי חיים (עקרון 3Rs)11, 12,13,14. NAMs מקיפים מגוון של בדיקות המבוססות בעיקר על מודלים במבחנה ובסיליקו המספקים הבנה מכניסטית של רעילות כימית במקום לצפות במצוקות הנגרמות למיני ניסויים של יונקים, ובכך מגדילים את קצב הפקת הנתונים להערכת סיכונים כימיים תוך הפקת תפוקות נאמנות גבוהות15. עם זאת, שיטות אלה עדיין לא הוכחו כמגינות מפני רעילות מערכתית, כולל שיבוש תהליכים ביולוגיים חיוניים הכוללים תקשורת בין איברים ואיתות אנדוקריני. יתר על כן, הם אינם יכולים להסביר את ההצטברות הביולוגית של כימיקלים בתוך רקמות ספציפיות, את היכולת של תרכובות בודדות להיספג ולהפריש, ואת יחסי הגומלין בין התנהגות וחשיפה כימית.
בשל המגבלות של מודלים חוץ גופיים וחישוביים, השימוש המוצלח ב-NAMs כדי להפחית או להחליף מודלים של יונקים צריך לכלול גם מודלים של חסרי חוליות in vivo, כגון זבוב הפירות, Drosophila melanogaster. מחקרים קודמים בזבוב הראו כי אורגניזם זה מתאים היטב לחקר המסלולים הגנטיים השמורים המגנים על תאי בעלי חיים מפני מולקולות רעילות 16,17,18,19,20,21,22. יתר על כן, הזבוב מראה דמיון גנטי יוצא דופן לבני אדם, כולל הומולוגים פונקציונליים ליותר מ -65% מהמחלות האנושיות 23,24,25 ושימור גדול עוד יותר של מסלולים תפקודיים חשובים 26. תכונות אלה, בשילוב עם מחזור החיים הקצר יחסית שלהן, עלות תחזוקה נמוכה ותגובות התנהגותיות שניתן להבחין בהן בקלות, הופכות את דרוזופילה למתאימה לשימוש כמודל טוקסיקולוגי27,28,29,30. יתר על כן, לזבובים יש תפוקה גבוהה בהרבה מאשר מודלים של מכרסמים והם לוכדים השפעות על חילוף חומרים, פיזיולוגיה ואיתות הורמונלי שאינן ניתנות לזיהוי בקלות על ידי NAMs אחרים שאינם אורגניזם9.
הפרוטוקול המתואר כאן מייצג מסגרת לבדיקת ההשפעות של חשיפה כימית על דרוזופילה בוגרת. השיטה מתוכננת להיות יעילה, זולה וניתנת לשחזור, תוך מזעור הזמן שעל החוקרים להיות במגע עם חומר הניסוי הכימי ולהתאים את איסוף הדגימות למטבולומיקה ולגישות אומיקס אחרות. הפרוטוקול מותאם לבדיקת כימיקל יחיד בכל ניסוי, אך יכול להתאים בקלות לפרמטרים ניסיוניים אחרים, כגון ממסים מגוונים או שילובים של כימיקלים.

<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

תעשיות אנושיות מייצרות מאות אלפי כימיקלים, שרבים מהם לא נחקרו כראוי לבטיחות סביבתית או השפעות על בריאות האדם. מחסור זה במידע בטיחות כימי מחמיר על ידי שיטות הבדיקה הנוכחיות ביונקים שהן יקרות, עתירות עבודה וגוזלות זמן. לאחרונה, מדענים ורגולטורים עובדים על פיתוח מתודולוגיות גישה חדשות (NAMs) לבדיקות בטיחות כימיות שהן זולות יותר, מהירות יותר ומפחיתות את סבלם של בעלי חיים. אחד ה-NAMs המרכזיים שהופיעו הוא השימוש באורגניזמים חסרי חוליות כתחליף למודלים של יונקים כדי להבהיר דרכי פעולה כימיות שמורות במינים רחוקים, כולל בני אדם. כדי לקדם מאמצים אלה, אנו מתארים כאן שיטה המשתמשת בזבוב הפירות, Drosophila melanogaster, כדי להעריך את הבטיחות הכימית. הפרוטוקול מתאר הליך פשוט, מהיר וזול למדידת הכדאיות והתנהגות ההאכלה של זבובים בוגרים חשופים. בנוסף, ניתן להתאים את הפרוטוקול בקלות ליצירת דגימות לגישות גנומיות ומטבוליות. בסך הכל, הפרוטוקול מייצג צעד חשוב קדימה בביסוס דרוזופילה כמודל סטנדרטי לשימוש בטוקסיקולוגיה מדויקת.

הזבוב משמש מזה זמן רב כמודל במחקרים לקביעת רעילות נתרן ארסן (NaAsO2)35,36,37,38. כדי להדגים את יעילות הפרוטוקול, זבובים זכרים ונקבות נחשפו ל-NaAsO2, במטרה להשוות תוצאות אלה למחקרים קודמים. באמצעות המתודולוגיה שתוארה לעיל, זכרים ונקבות בוגרים של Oregon-R (BDSC stock #2057) נחשפו לטווח של ריכוזי NaAsO 2 (0, 0.01, 0.02, 0.1, 0.2, 1ו-2 מילימול) וקיבלו ציון קטלניות 48 שעות לאחר תחילת החשיפה (איור 1A,B).
מטרת ניתוח ראשוני זה הייתה לזהות את טווח הריכוזים המשוער שיאפשר אפיון מדויק יותר של רעילות NaAsO2. בניסויים הבאים נבחרו ריכוזים (0, 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5 ו-5 מילימול) שהגדירו בצורה מדויקת יותר את עקומת מנה-תגובהNaAsO 2 (איור 1C,D). יש לציין כי הניתוח שהתקבל בדק מספר ריכוזים שגרמו ל-100% קטלניות. הנתונים נותחו באמצעות תוכנת מינון המדידה של הסוכנות להגנת הסביבה הזמינה לציבור גרסה 3.2.0.125. הנתונים עוצבו כ"דיכוטומיים" ומודל הגבעה הדיכוטומית שימש לניתוחים הבאים. בהתבסס על מודל זה, LD10, LD25 ו-LD 50 הסופיים של הזבובים הזכרים שניזונו מ-NaAsO2 היו 0.30 מילימול,0.50 מילימטר ו-0.65 מילימול, בהתאמה. עבור נקבות זבובים, ערכים אלה היו מעט גבוהים יותר, עם LD10 של 0.30 מילימול, LD25 של 0.65 מילימול, ו- LD50 של 0.90 מילימול. בסך הכל, הערכים המתקבלים בשיטה זו דומים לאלה שדווחו בעבר עבור רעילות ארסן ב- Drosophila melanogaster35,36,37,38, ובכך מאמתים את המתודולוגיה.
בנוסף לששת הרפליקטים המשמשים לחישוב עקומת המינון-תגובה, זבובים זכרים ונקבות קיבלו גם תמיסות חשיפה NaAsO2 שהכילו 1% FD&C כחול, אשר ניתן לראות בקלות במערכת העיכול באמצעות מיקרוסקופ אור. בהתבסס על נוכחות של צבע כחול בתוך המעי של זבובים שניזונומ-NaAsO 2, גם הזבובים הזכרים וגם הזבובים הנקביים המשיכו לאכול 24 שעות לאחר תחילת החשיפה הכימית, ללא קשר לריכוז NaAsO 2 שנמצא בתוך המצע הנוזלי (איור 2). אולם המזון שנבלע נצפה מדי פעם במינונים של מעל 0.2 מילימול אצל נקבות ו-0.5 מילימול אצל זכרים (איור 2). ממצאים אלה מצביעים על כך שרגורגיטציה עשויה לשמש תפקיד מפתח בתגובת דרוזופילה להרעלת ארסן.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65029/65029fig01.jpg"> איור 1: עקומות מנה-תגובה עבור דרוזופילה זכרית ונקבית שטופלו ב-NaAsO2 במשך 48 שעות. כל הגרפים מראים את הפרופורציות המשוערות של זבובים מתים בכל ריכוז NaAsO2 שנבדק בהתבסס על מודל הגבעה הדיכוטומית. (א,ב) טווח רחב של ריכוזי NaAsO2 נבדק כדי להעריך בקירוב את המינון שבו כל מין של זבוב מתחיל למות. (A) מציג את נתוני הזכר, ו-(B) מציג את הנתונים הנשיים. N = 4 בקבוקונים, עם 20 זבובים לכל בקבוקון. (ג,ד) טווח צר יותר של ריכוזי NaAsO2 נבדק כדי לקבוע מינונים מדויקים שבהם מתו 10%, 25% ו-50% מכל מין של זבובים. מינונים אלה מסומנים מימין לכל גרף. (C) מציג את הנתונים הגבריים, ו-(D) מציג את הנתונים הנשיים. N = 6 בקבוקונים, עם 20 זבובים לכל בקבוקון. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65029/65029fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65029/65029fig02.jpg"> איור 2: תוצאות מייצגות מבדיקת הצבע הכחול של דרוזופילה זכרית ונקבית שטופלו ב-NaAsO2 במשך 24 שעות. מיקרוגרפים מראים שזבובים ניזונים מריכוזים הולכים וגדלים של NaAsO2. שורה (A) מראה זבובים זכרים, ושורה (B) מראה זבובים נקבות, כאשר ריכוז NaAsO2 עולה משמאל לימין. הבטן מראה כמות קטנה של כחול ליד בית החזה בריכוזים נמוכים, מה שמעיד על כך שאמצעי החשיפה נכנסו למעיים. בריכוזים גבוהים יותר, צבע כחול מתחיל להצטבר סביב הפה, מה שמרמז על חשיפה חוזרת. סרגל קנה המידה הוא 1 מ"מ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65029/65029fig02large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</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

פרוטוקול זה מתאר שיטה יעילה וזולה המשתמשת במדיה נוזלית כדי להעריך את ההשפעות של רעלים כימיים על הכדאיות של Drosophila melanogaster בוגר.

הערכת רעילות כימית במלנוגסטר דרוזופילה למבוגרים

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

הפרוטוקול מייצג צעד חשוב לביסוס דרוזופילה כמודל סטנדרטי לבדיקות בטיחות כימיות ולפיתוח מתודולוגיות גישה חדשות הנקראות בדרך כלל NAMs. הפרוטוקול מתאר שיטה יעילה וזולה המשתמשת במדיה נוזלית כדי להעריך את השפעות הרעלים הכימיים על יכולת הקיום של דרוזופילה מלנוגסטר בוגר. התחל על ידי ערימת ארבעה גיליונות של נייר כרומטוגרפיה תאית דרגה אחת וחיתוך אותם לרצועות ברוחב שני אינץ '.נקב החוצה תוספות נייר פילטר בצורת פרח באמצעות ניקוב נייר בגודל 1.5 אינץ' המכיל צבע בצורת פרח. דחפו את ערימת נייר הסינון לתחתית בקבוקון פוליפרופילן בקוטר 28.5 מילימטר באמצעות מגבת עץ ללא לכה בגודל 22 על 220 מילימטרים. ודא שהערימה ממוקמת היטב בתחתית הבקבוקון.אחסנו את הבקבוקונים המוכנים במגשי פלסטיק או קרטון והניחו את המגשים בשקיות ניילון גדולות עד לשימוש. פתחו את בקבוקון הזכוכית המכיל את הזבובים, הניחו אותו על פי בקבוקון הפלסטיק המוכן והעבירו זבובים ממוינים תואמי מין לבקבוקון הרעב על ידי הקשה על תחתית בקבוקון הפלסטיק כנגד ראש ספסל. סגור את בקבוקון הפלסטיק עם תקע אצטט תאית או פלוג ורשום את כל הזבובים שאבדו בהעברה זו.סמן את בקבוקוני הרעב המכילים נקבות זבובים עם פס. כדי למנוע ערבוב בשוגג, השאירו את הבקבוקונים עם זבובי הדואר לא מסומנים. הכינו את תא הלחות לחשיפה למשך הלילה על ידי הנחת שש מגבות נייר סטנדרטיות בתחתית.לאחר מכן השרו את מגבות הנייר ב-100 מיליליטר מים והניחו את רשת הפלסטיק מעל המגבות הרטובות כדי להבטיח שהבקבוקונים לא יבואו במגע עם מגבות הנייר הרוויות. לאחר הנחת מגשי בקבוקוני הרעב במצב אופקי בתוך תא הלחות, מעבירים את תא הלחות לאינקובטור של 25 מעלות צלזיוס לדגירת לילה. כדי להכין את בקבוקוני החשיפה הכימית, העבירו ארבעה בקבוקונים של נקבות זבובים מורעבות המכילים 20 זבובים בכל בקבוקון לארבעה בקבוקוני חשיפה מכל ריכוז כימי.תייגו בקבוקונים אלה כנקבה. הכינו בקבוקוני חשיפה כימית המכילים צבע כחול על ידי העברת בקבוקון של נקבות זבובים מורעבות לבקבוקון חשיפה כחול לכל ריכוז כימי. תייגו בקבוקון זה כנקבה.רשום את מספר הזבובים שהיו בכל בקבוקון לאחר ההעברה וציין את מספר הזבובים שמתו או ברחו. בדרך כלל, כל 20 הזבובים צריכים לשרוד רעב לילה והעברה. הניחו את בקבוקוני החשיפה אופקית בתא לחות טרי שהוכן לפני הנחת התא באינקובטור של 25 מעלות צלזיוס עם כ-60% לחות ומחזור אור של 12 עד 12 שעות הוא למחזור חשוך.יש לבחון את בקבוקוני החשיפה 24 ו-48 שעות לאחר תחילת החשיפה לכימיקלים. ספרו ותיעדו את הזבובים המתים בכל בקבוקון בכל נקודת זמן. כדי לקבוע אם זבובים חשופים צרכו את מדיית החשיפה הכחולה בבקבוקוני החשיפה הכחולים לאחר 24 שעות מהחשיפה הכימית, בדקו את דפנות הבקבוקון לסימנים של צואה כחולה המופיעות כנקודות קטנות בצד בקבוקון החשיפה והפלוג.לאחר מכן, להרדים את הזבובים באמצעות פחמן דו חמצני לפני בדיקת הבטן עבור נוכחות של צבע כחול. בדקו את הזבובים להתנהגויות אכילה חריגות כגון רגורגיטציה, התנפחות יבולים והתמוטטות תפקוד מחסום המעי. לאחר שתסיים, השליכו את כל הבקבוקונים המזוהמים, נייר הסינון, התקעים והזבובים במיכלי הפסולת הכימית המתאימים.אם נשארים זבובים חיים בבקבוקונים, הקפיאו את הבקבוקונים לפני השלכתם במיכל הפסולת המתאים. יעילות הפרוטוקול נקבעה על ידי חשיפת איברים בוגרים או זבובים זכרים ונקבות לטווח ריכוזי הצתת נתרן מאפס עד שני מילימולרים כדי להשיג את הקטלניות לאחר 48 שעות של חשיפה. בניסויים הבאים נבחרו ריכוזים של אפס עד חמישה מילימולרים שהגדירו בצורה מדויקת יותר את עקומת התגובה למינון של נתרן ארסוניט.בהתבסס על מודל זה, המינון הקטלני הסופי, או LD 10, LD 25 ו-LD 50 של זבובים זכרים שניזונו מנתרן ארסוניט היה 0.30 מילימולר, 0.50 מילימולרי ו-0.65 מילימולרי בהתאמה. ערכים אלה היו מעט גבוהים יותר עבור נקבות זבובים עם LD 10 של 0.30 מילימולר, LD 25 של 0.65 מילימולר ו- LD 50 של 0.90 מילימולר. בזבובים זכרים ונקבות שניזונו בכחול 1% F D ו-C המכילים תמיסות נתרן ארסוניט, המזון שנבלע הוחזר מדי פעם במינונים מעל 0.2 מילימולר לנקבות ו-0.5 מילימולר לזכרים, דבר המצביע על כך שרגורגיטציה עשויה למלא תפקיד מפתח בתגובת dross filia להרעלת ארסן.בעקבות פרוטוקול חשיפה זה ניתן לאסוף זבובים בקלות לניתוח נוסף, כולל מחקרים גנומיים ומטבוליים. פרוטוקול זה הוא הצעד הראשון בביסוס זבוב הפירות drosophila melanogaster כמודל גנטי נפוץ לביצוע מחקרים בקנה מידה גדול של טוקסיקולוגיה מדויקת.

Research

JoVE Journal

Biology

Assessment of Chemical Toxicity in Adult Drosophila Melanogaster

Dissection of Larval CNS in Drosophila Melanogaster

Dissection של מערכת העצבים המרכזית הזחל ב תסיסנית 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

וידאו ברזולוציה גבוהה של מעקב אחר תנועה של מבוגרים תסיסנית 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

הדמיה חיה של תסיסנית melanogaster Hemocyte נדידות עובריים

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

Dissection של Oenocytes מן למבוגרים תסיסנית 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

בידוד תסיסנית melanogaster האשכים

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

הזרקת אינסולין ו Extraction Hemolymph כדי למדוד את הרגישות לאינסולין אצל מבוגרים תסיסנית 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

מדידה של תוחלת חיים ב<em&gt; דרוזופילה melanogaster</em

Aging is a phenomenon that results in steady physiological deterioration in nearly all organisms in which it has been examined, leading to reduced ...

Enhanced Northern Blot Detection of Small RNA Species in Drosophila Melanogaster

Enhanced Northern Blot Detection of Small RNA Species in Drosophila Melanogaster

Enhanced צפון כתם איתור של RNA קטן מינים ב<em&gt; תסיסנית</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

תחזוקה של<em&gt; תסיסנית</em&gt; אוכלוסיית קייג

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

קביעת אזור שרירים חתך הרוחב אופטי שרירי תעופה עקיף למבוגרים דרוזופילה Melanogaster

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