Mesure de la consommation d’O2 chez Drosophila melanogaster à l’aide de la microrespirométrie coulométrique

Summary

La respirométrie coulométrique est idéale pour mesurer le taux métabolique des petits organismes. Lorsqu’elle a été adaptée pour Drosophila melanogaster dans la présente étude, la consommation d’O₂ mesurée se situait dans la fourchette rapportée pour le type sauvage D. melanogaster par des études antérieures. La consommation d’O₂ par mouche par les mutants CAS, qui sont plus petits et moins actifs, était significativement inférieure à celle du type sauvage.

Abstract

La microrespirométrie coulométrique est une méthode simple et peu coûteuse pour mesurer la consommation d’O₂ de petits organismes tout en maintenant un environnement stable. Un microrespiromètre coulométrique est constitué d’une chambre hermétique dans laquelle l’O 2 est consommé et le CO₂ produit par l’organisme est éliminé par un milieu absorbant. La diminution de pression qui en résulte déclenche la production électrolytique d’O2, et la quantité d’O2 produite est mesurée en enregistrant la quantité de charge utilisée pour la générer. Dans la présente étude, la méthode a été adaptée à Drosophila melanogaster testée en petits groupes, avec la sensibilité de l’appareil et les conditions environnementales optimisées pour une grande stabilité. La quantité_d’O2 consommée par les mouches sauvages dans cet appareil est cohérente avec celle mesurée par des études antérieures. La consommation d’O₂ spécifique à la masse par les mutants CASK qui sont plus petits et connus pour être moins actifs, n’était pas différente de celle des témoins congéniques. Cependant, la petite taille des mutants CASK a entraîné une réduction significative de la consommation d’O₂ par mouche. Par conséquent, le microrespiromètre est capable de mesurer la consommation d’O₂ chez D. melanogaster, de distinguer des différences modestes entre les génotypes et d’ajouter un outil polyvalent pour mesurer les taux métaboliques.

Introduction

La capacité de mesurer le taux métabolique est cruciale pour une compréhension complète d’un organisme dans son contexte environnemental. Par exemple, il est nécessaire de mesurer le taux métabolique afin de comprendre son rôle dans la durée de vie¹, le rôle de l’alimentation dans le métabolisme², ou encore le seuil du stress hypoxique³.

Il existe deux approches générales pour mesurer le taux métabolique⁴. La calorimétrie directe mesure directement la dépense énergétique en mesurant la production de chaleur. La calorimétrie indirecte mesure la pr....

Protocol

1. Élevage et collecte de mouches

1. Maintenir les mouches à 25 °C dans des flacons étroits contenant de la nourriture standard pour drosophiles .
   NOTA : La taille de l’échantillon pour chaque génotype doit comprendre au moins neuf répétitions, chacune consistant en une seule chambre respirométrique contenant 15 à 25 mouches, configurée comme décrit ci-dessous.
2. Transférez les mouches tous les 2-3 jours.
3. Anesthésier les mouches avec du CO₂, prélever des groupes de 15 à 25 mâles de chaque génotype et placer chaque groupe dans des flacons d’aliments frais et sans levure.
   NOTE : Les mâles ont été utilis....

Results

Les sorties de pression et de courant du contrôleur du respiromètre sont illustrées pour une chambre dans une expérience à la figure 3A. La première impulsion de courant long a pressurisé la chambre de la pression ambiante (environ 992 hPa) au seuil d’arrêt prédéfini de 1017 hPa. Au fur et à mesure que les mouches consommaient de l’O 2 et que le CO₂ était absorbé, la pression diminuait lentement jusqu’à ce qu’elle atteigne le seuil ON de 1016 hPa, ce qui activait le cou.......

Discussion

La procédure ci-dessus illustre la mesure de la consommation d’O₂ chez D. Melanogaster à l’aide d’un microrespiromètre coulométrique électronique. Les données obtenues pour la consommation_d’O2 chez le D. melanogaster de type sauvage se situaient dans les fourchettes décrites dans la plupart des publications antérieures utilisant diverses méthodes (tableau 1), bien qu’un peu inférieures à celles rapportées^{par d’autres 3,6}

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
19/22 Adaptateur de thermomètre	Wilmad-Labglass	ML-280-702	Connecteur de capteur
2 ml Tubes à bouchon à vis	Fisher	3464	O2
Connecteur 2 broches	Zyamy	40PIN-RFB10	O2 générateur : coupé à 2 broches
4 broches Connecteur femelle	TE Connectivity	215299-4	Fiche de capteur
5 ml Tube en polypropylène	Falcon	352063	Coupé à 5,5 cm et perforé
50 ml Schlenk Tube 19/22 Joint	Laboy	Chambre HMF050804
Câble 6 conducteurs	Zenith	6 conducteurs 26 ga	Câble
6 broches femelle	de cloison Switchcraft	17982-6SG-300	Contrôleur
6 broches Connecteur femelle	Switchcraft	18982-6SG-522
Connecteur capteur 6 broches	Switchcraft	16982-6PG-522	Câble
800 ul tube centrifuge	Fisher	05-408-120	Cartouche de chaux sodocalcique
ABS Boîtier en plastique Bud	Industries	PS-11533-G	Contrôleur
Arduino Nano Chaque	contrôleur ABX00028 Arduino LLC		BME
280 Capteur	DIYMall	FZ1639-BME280	Capteur Fiche
Carte de circuit imprimé	Lheng	5 X 7 cm	Contrôleur
Sulfate de Cuivre	BioPharm	BC2045	O2
Générateur Ordinateur	Azulle	Byte4	Acquisition de données
Rouleaux de coton	Kajukajudo	#2	Coupé en deux pour boucher les tubes anti-mouches Coupé en quartiers pour l’humidité
Chambre environnementale	Percival	I30 VLC8	Soin des mouches
Epoxy	JB Weld	Plastic Bonder Sécurise	les électrodes dans O2 Générateur
Fly Food	Lab Express	Type R	Fly Care
Keck Clamps	uxcell	a20092300ux0418	Sécurise le joint en verre de la chambre pour boucher
Loctite	E-30CL	faible viscosité	Fiche
OLED Affichage OLED	IZOKEE	IZKE31-IIC-WH-3	Contrôleur
Platinum Wire 24 ga	uGems	14349	O2
générateur Graisse silicone	Dow-Corning	Graisse sous vide poussé	Joints d’étanchéité de la chambre Connexion à prise
Soda Lime	Jorvet	JO553	CO2
absorption Interrupteur à bascule	E-Switch	100SP1T1B1M1QEH
Contrôleur Câble USB Sabrent		CB-UM63	Contrôleur
Hub USB	Atolla	Hub 3.0	Connecter les contrôleurs à l’ordinateur
Bain d’eau	Amersham	56-1165-33	Contrôle de la température
Réservoir de bain-marie Cages	en verre	acrylique sans rebord de 15 litres pour respiromètres