無脊椎動物モデル システムとしてショウジョウバエを使用して毒性を実験室でテストするための実験プロトコル
Summary
複数の世代の発達段階別に表現型の出力の範囲で露出の影響を勉強の目的と汚染物質にショウジョウバエ属の種を公開するため本稿では、詳細なプロトコルを提供します。
Abstract
創発特性と外部要因 (人口レベルおよび生態系レベルの相互作用、特に) 毒性学的研究のほとんどと見なされますが、生態学的重要なエンドポイントを調停する際に重要な役割を再生します。キイロショウジョウバエ毒性、少数を示すための行動、神経学的、および遺伝的影響のため毒性モデルとして浮上しています。もっと重大に、ショウジョウバエ属の種は、統合フレームワークのアプローチ創発性を組み込むし、毒性研究に生態学上関連した質問に答えるのためのモデル システムとして利用できます。本稿の目的は、表現型の出力や生態学的に関連した質問の範囲にモデル システムとして使用する汚染物質にショウジョウバエ属の種を公開するためのプロトコルを提供することです。具体的には、1 にこのプロトコルを使用することができる) 複数の生物学的レベルの組織をリンクし、両方の個人および集団レベルのフィットネス; の毒性の影響を理解2) 発達暴露; のさまざまな段階で有害物質の影響をテストします。汚染物質; 3) テスト多世代と進化への影響・ 4) 同時に複数の汚染物質およびストレスをテストします。
Introduction
毎年、約 1,000 の新しい化学物質化学工業1,2; によって導入されます。しかし、これらの化学物質の数が少ないと環境への影響は、分布2,3の前にテストされます。大規模な災害が一般的な多種多様な汚染物質に致死と慢性的な暴露は人間と野生生物4、5の両方で広まっています。生態毒性および環境毒物学の歴史の焦点だった生存6,の汚染物質の影響を測定するための手段として致死、単一の化学物質の暴露、急性暴露、暴露、生理学的効果をテストするのには7,8,9,10. 開発、創発性、外部要因、動物実験に倫理的、非侵襲的なアプローチへの移行が、現在のアプローチを役割のため制限している (人口レベルなど、生態学的重要なエンドポイント8を媒介に生態系レベルの相互作用) を果たします。したがって、野生動物や実験室での脊椎動物を犠牲にしないでより包括的なアプローチを組み込む方法の必要性があります。
ショウジョウバエなどの無脊椎動物モデル システムは、毒性試験により包括的なアプローチの必要性に対処するための魅力的な代替手段です。キイロショウジョウバエ、元々 約世紀前の人間関係の遺伝的研究無脊椎動物モデル システムとして開発されました11。キイロショウジョウバエは目立つようにいくつかの理由のため使用脊椎動物モデルの代替として今: 1) 遺伝子とキイロショウジョウバエと人間間の経路の保護2) 短い世代時間の脊椎動物モデルと比較して3) 安価なコストでメンテナンス。4) 大規模なサンプル サイズを生成する際に緩和します。・ 5) 表現型- および生態学上-関連するエンドポイント11,12,13,14,15,16,17 をテストできるの茄多.
いくつか研究所11,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25今使用しているキイロショウジョウバエ脊椎動物モデルの代替として毒性試験のため人間の汚染の影響を理解します。地元の野生しょうじょうばえのことが出来、同様、生態学的に答えるため野生動物 (と人間) の毒性モデルとして-、行動-、および組織の複数の生物学的レベルでの進化的関連の質問。モデルとしてのショウジョウバエ属内の種を使用して、いくつかの測定可能なエンドポイントが可能な11,15,16,18,19,20 ,21,22,23,24,25。毒物ショウジョウバエモデルを使用して、in addition、ことができます: 1) 倫理的組織の複数の生物学的レベルでの効果のリンク2) 創発的要因との開発の役割を組み込む3) 研究 (医学的に重要なエンドポイント) だけでなく生態学的重要なエンドポイント4) 同時に複数のストレスをテストします。5) および長期テスト世代 (例:進化および継代) ストレッサーの影響。したがって、モデル システムとしてショウジョウバエを使用すると、多数のアプローチ、研究室で、キイロショウジョウバエの近交系と機械的なアプローチを勉強に限定されないができます。
飼育、ショウジョウバエ毒性の様々 な質問に答えるための収集法を提案します。具体的には、1 の方法論について述べる) 媒体の 1 つ以上の汚染物質混入のショウジョウバエの飼育2) 開発 (例えば3 齢幼虫、蛹の場合、新しくこの大人と成熟した大人を徘徊); 全体ショウジョウバエを収集・ 3) テスト世代次世代伝送と毒性物質の長期吸入暴露の進化的意義に汚染された培地でショウジョウバエを飼育します。このプロトコルは、以前著者18,19,20,21,22,23,24を使用して,25を報告しています。発達の生理学、遺伝子および行動効果の違いは鉛 (Pb2 +) 露出です。このプロトコルは、どのように汚染物質が人間およびますます汚染環境で野生動物のための危険因子を理解するために不可欠であるより全体的な毒性学的アプローチを使用する毒物をできます。
Protocol
次のプロトコルは、毒素の経口摂取が適切なときに汚染されたメディアにショウジョウバエ属の種をリアに使用される実験的プロトコル露出の他の形態は、ショウジョウバエモデル11,15,16,26を使用可能です。このプロトコルで説明する方法は、以前ハーシュらによって記述さ?…
Representative Results
口頭でショウジョウバエを公開すると開発中の contaminant(s) に、生物学的組織のさまざまなレベルでショウジョウバエを公開することによって様々 な毒性学的質問をテストできます。このセクションは、以前に発行された論文23,24にこのプロトコルを使用して得られた代表的な結果を示します。特に、このプロ?…
Discussion
キイロショウジョウバエは、遺伝子とキイロショウジョウバエと人間の13,14間の経路の広範な保全のための生物学的プロセスの範囲の強力なモデルとして確立しています。同じ理由で医学、強力なモデルである、ショウジョウバエは、毒性のエンドポイントの範囲で人為汚染の影響を研究する適切なモデル システムとして浮上?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この出版物は教育省からの助成金によって支えられた (広報賞 #P031C160025-17, プロジェクトのタイトル: 84.031 C) アクティブな幹のビルド婚約 (C ベース) のコロラド州立大学プエブロ (CSU-プエブロ) コミュニティに。我々 は現在動物に感謝、エルゼビア代表の結果を使用する権利を提供するためは、このプロトコルを公開する機会をご提供するゼウスのエディターと同様、以前の論文で出版します。クレア Varian ラモス博士、博士バーナード ・ Possidente (生物学科、スキッドモア カレッジ)、トーマス ・ グラジアーノ C 基本プログラム、博士ブライアン ・ ヴァンデン ・用いた (C ベース、生物学科、CSU プエブロ)、CSU プエブロ生物学部に感謝したいと思います(生物学科、コロラド州立大学プエブロ) の支援と援助です。
Materials
| Carolina Biological Instant Drosophila Medium Formula 4-24 | Carolina Biological | 173204 | |
| Drosophila vials, Narrow (PS), Polystyrene, Superbulk, 1000 vials/unit | Genessee Scientific | 32-116SB | Used to store flies |
| Flugs Closures for vials and bottles, Narrow plastic vials | Genessee Scientific | 49-102 | Used to store flies |
| Cardboard trays, trays only, narrow | Genessee Scientific | 32-124 | Used to organize populations of flies |
| Cardboard trays, dividers only, narrow | Genessee Scientific | 32-126 | Used to organize populations of flies |
| Thermo Scientific Nalgene Square Wide-Mouth HDPE Bottles with Closure | Fischer Scientific | 03-312D | Useful for storage of contaminants |
| Thermo Scientific Nalgene Color-Coded LDPE Wash Bottles | Fischer Scientific | 03-409-17C | Useful for storage of contaminants |
| Eppendorf Repeater M4 Manual Handheld Pipette Dispenser | Fischer Scientific | 14-287-150 | Used to prepare medium |
| Combitips Advanced Pipetter Tips – Standard, Eppendorf Quality Tips | Fischer Scientific | 13-683-708 | Used to prepare medium |
| Flypad, Standard Size (8.1 X 11.6cm) | Genessee Scientific | 59-114 | Used to anesthetize flies |
| Flystuff foot valve | Genessee Scientific | 59-121 | Used to anesthetize flies |
| Tubing, green (1 continguous foot/unit) | Genessee Scientific | 59-124G | Used to anesthetize flies |
| Mineral Oil, Light, White, High Purity Grade, 500 mL HDPE Bottle | VWR | 97064-130 | Used to make a morgue |
| Glass Erlenmeyer Flask Set – 3 Sizes – 50, 150 and 250ml, Karter Scientific 214U2 | Walmart | Not applicable | Used to make a morgue |
| BGSET5 Glass Beaker Set Of 5 | Walmart | ||
| Inbred or wildtype line of Drosophila | Bloomington Drosophila Stock Center at Indiana University | https://bdsc.indiana.edu | |
| Wild popultions of Drosophila | UC San Diego Drosophila Stock Center | https://stockcenter.ucsd.edu/info/welcome.php |
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Citazione di questo articolo
Peterson, E. K., Long, H. E. Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory. J. Vis. Exp. (137), e57450, doi:10.3791/57450 (2018).