मेटाबोलिक दर के मापन में<em> ड्रोसोफिला</em> Respirometry का उपयोग
Summary
मेटाबोलिक विकार मनुष्य में सबसे आम बीमारियों में से एक के बीच में हैं. आनुवंशिक रूप से विनयशील मॉडल जीव डी. मेलानोगास्टर चयापचय को विनियमित कि उपन्यास जीन की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. इस पत्र में उनके सह 2 उत्पादन को मापने के द्वारा मक्खियों में चयापचय दर का अध्ययन की अनुमति देता है जो एक अपेक्षाकृत सरल विधि का वर्णन करता है.
Abstract
मेटाबोलिक विकार मानव स्वास्थ्य को प्रभावित करने के लिए एक लगातार समस्या है. इसलिए, चयापचय को विनियमित तंत्र समझ है कि एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक कार्य है. मानव में कई रोग के कारण जीन ड्रोसोफिला विभिन्न विकारों के विकास में शामिल संकेत दे रास्ते अध्ययन करने के लिए एक अच्छा मॉडल बनाने, एक मक्खी सजात है. इसके अतिरिक्त, ड्रोसोफिला की शिक्षणीयता चयापचय को विनियमित करते हैं कि उपन्यास चिकित्सकीय लक्ष्यों की पहचान करने में सहायता करने के लिए आनुवंशिक स्क्रीन सरल करता है. इस तरह के एक स्क्रीन प्रदर्शन करने के क्रम में मक्खियों की चयापचय राज्य में परिवर्तन की पहचान करने के लिए एक सरल और तेजी से विधि आवश्यक है. सामान्य में, कार्बन डाइऑक्साइड उत्पादन सब्सट्रेट ऑक्सीकरण और ऊर्जा खर्च चयापचय राज्य के बारे में जानकारी उपलब्ध कराने का एक अच्छा संकेत है. इस प्रोटोकॉल में हम मक्खियों से सीओ 2 के उत्पादन को मापने के लिए एक सरल विधि का परिचय. इस तकनीक को संभावित चयापचय दर को प्रभावित करने आनुवंशिक perturbations की पहचान करने में सहायता कर सकते हैं.
Introduction
जैव रासायनिक क्रेब के चक्र कार्बोहाइड्रेट, वसा, और सीओ 2 के उत्पादन प्रोटीन से व्युत्पन्न एसीटेट के ऑक्सीकरण के माध्यम से एटीपी उत्पन्न करता है. ड्रोसोफिला में, ओ 2 इनपुट सीधे सीओ 2 उत्पादन के साथ सहसंबद्ध और चयापचय 1 के स्तर को दर्शाता है. इस प्रकार, सीओ 2 उत्पादन की माप सफलतापूर्वक उम्र बढ़ने और चयापचय 2-5 से संबंधित अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है. यहाँ हमारी प्रयोगशाला किसी भी विशेष उपकरण की आवश्यकता के बिना अप करने के लिए अठारह नमूनों में सीओ 2 के उत्पादन की माप की अनुमति, पहले से डिज़ाइन किया प्रयोगात्मक setups में संशोधन किया है. दूसरों के लिए और हम पहले से पेशी dystrophy जुड़े प्रोटीन, dystroglycan (डीजी) 6-8 में कमी कर रहे हैं कि मक्खियों में चयापचय दर में अंतर दिखाने के लिए इस विधि का इस्तेमाल किया है.
हे oxidative चयापचय के लिए इस्तेमाल किया 2 सांस की बर्बादी के रूप में निष्कासित कर दिया है जो सीओ 2, में बदल जाती है. निर्माणहाथ से बनाई गई respirometers की tion ओ 2 भस्म की दर के निर्धारण के लिए अनुमति देता है वर्णन किया गया है. मक्खियों कुशलतापूर्वक गैसीय चरण से इसे नष्ट करने, सीओ 2 निष्कासित अवशोषित करने वाला एक पदार्थ के साथ एक मोहरबंद कंटेनर में रखा जाता है. गैस की मात्रा (कमी आई दबाव) में परिवर्तन बंद respirometer से जुड़ी एक गिलास केशिका में तरल पदार्थ के विस्थापन से मापा जाता है.
दूसरों पर इस तकनीक का मुख्य लाभ लागत है. पिछले अध्ययनों गैस analyzers और तकनीकी रूप से उन्नत respirometry सिस्टम 1,9 का उपयोग ड्रोसोफिला से सीओ 2 उत्पादन मापा है. अधिक जटिल उपकरणों के बावजूद, यहां वर्णित विधि की संवेदनशीलता की सूचना मूल्यों (तालिका 1) के समान है. साथ ही, कई अन्य समूहों ड्रोसोफिला 4-6 में रिश्तेदार चयापचय दर निर्धारित करने के लिए इस तकनीक के रूपांतरों का इस्तेमाल किया है. इसलिए, इस परख reliab उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैLe, किसी भी प्रयोगशाला में सेटअप किया जा सकता है और शैक्षिक उद्देश्यों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जो विशेष उपकरणों की खरीद के बिना ड्रोसोफिला चयापचय के लिए प्रासंगिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य डेटा.
सामान्य में, एक जीव की चयापचय निर्धारित करने के लिए स्वीकार कर लिया तकनीक सीओ 2 का उत्पादन मापने के लिए है, भस्म ओ 2, या दोनों 3,4,9. हालांकि, यह ओ 2 में से एक समकक्ष सीओ 2 के एक बराबर उत्पन्न करता है कि माना जा सकता है, सीओ 2 का सटीक अनुपात उत्पन्न 10 उपयोग चयापचय सब्सट्रेट पर निर्भर है. इस प्रकार, सही ऊर्जा इकाइयों में चयापचय दर निर्धारित करने के लिए यह हे 2 भस्म और सीओ 2 का उत्पादन दोनों को मापने के लिए आवश्यक है. इस के कारण, यहां वर्णित विधि जानवरों और नहीं निरपेक्ष मूल्य के बीच सीओ 2 उत्पादन में मतभेदों की तुलना करने के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक है. हमारी तकनीक टिम की अवधि में कई पशु सीओ 2 उत्पादन को एकीकृतइसलिए ई (1-2 घंटे) और जानवरों की गतिविधि की एक औसत देता है. प्रायोगिक पशुओं माप अलग गतिविधि का स्तर और जरूरी नहीं कि चयापचय को प्रतिबिंबित सकता है नियंत्रण जानवरों से भी कम सक्रिय हैं कि विश्वास करने का कारण है तो.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल में, हम मक्खियों में सीओ 2 के उत्पादन को मापने के लिए एक सस्ती और विश्वसनीय विधि का वर्णन. हम इस प्रयोग का संचालन करने के लिए त्वरित, आसान है और अन्य अध्ययनों से 1, 6, 9 के साथ समझौते में ह?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम अपने अनुसंधान के वित्तपोषण के लिए मैक्स प्लैंक सोसायटी को धन्यवाद देना चाहूंगा.
Materials
| BlauBrand IntraMark 50µl micropipettes | VWR | 612-1413 | |
| Soda Lime | Wako | CDN6847 | |
| Eosine | Sigma | 031M4359 | Any dye that can create visible colorization of liquid can be used |
| Thin Layer Chromatorgaphy (TLC) Developing Chamber | VWR | 21432-761 | Any transparent glass chamber that can be closed with the lid |
| Anesthetizer, Lull-A-Fly Kit | Flinn | FB1438 | |
| Power Gel Glue | Pritt | ||
| 1 ml pipett tips | Any | ||
| Foam | Any | ||
| Plaesticine Putty | Any | ||
| Scalpel | Any | ||
| Twezzers | Any |
Referências
- Van Voorhies, W. A., Khazaeli, A. A., Curtsinger, J. W. Testing the "rate of living" model: further evidence that longevity and metabolic rate are not inversely correlated in Drosophila melanogaster. J Appl Physiol. 97, 1915-1922 (2004).
- Ross, R. E. Age-specific decrease in aerobic efficiency associated with increase in oxygen free radical production in Drosophila melanogaster. Journal of Insect Physiology. 46, 1477-1480 (2000).
- van Voorhies, W. A., Khazaeli, A. A., Curtsinger, J. W. Selected contribution: long-lived Drosophila melanogaster. lines exhibit normal metabolic rates. J Appl Physiol. 95, 2605-2613 (2003).
- Hulbert, A. J., et al. Metabolic rate is not reduced by dietary-restriction or by lowered insulin/IGF-1 signalling and is not correlated with individual lifespan in Drosophila melanogaster. Experimental Gerontology. 39, 1137-1143 (2004).
- Ueno, T., Tomita, J., Kume, S., Kume, K. Dopamine modulates metabolic rate and temperature sensitivity in Drosophila melanogaster. PLoS ONE. 7, (2012).
- Takeuchi, K., et al. Changes in temperature preferences and energy homeostasis in dystroglycan mutants. Science. 323, 1740-1743 (2009).
- Kucherenko, M. M., Marrone, A. K., Rishko, V. M., Magliarelli Hde, F., Shcherbata, H. R. Stress and muscular dystrophy: a genetic screen for dystroglycan and dystrophin interactors in Drosophila. identifies cellular stress response components. Biologia do Desenvolvimento. 352, 228-242 (2011).
- Marrone, A. K., Kucherenko, M. M., Wiek, R., Gopfert, M. C., Shcherbata, H. R. Hyperthermic seizures and aberrant cellular homeostasis in Drosophila dystrophic. muscles. Scientific Reports. 1, 47 (2011).
- Khazaeli, A. A., Van Voorhies, W., Curtsinger, J. W. Longevity and metabolism in Drosophila melanogaster: genetic correlations between life span and age-specific metabolic rate in populations artificially selected for long life. Genética. 169, 231-242 (2005).
- Elia, M. Energy equivalents of CO2 and their importance in assessing energy expenditure when using tracer techniques. The American Journal of Physiology. 260, (1991).
- Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9, 676-682 (2012).
- Bharucha, K. N. The epicurean fly: using Drosophila melanogaster. to study metabolism. Pediatric Research. 65, 132-137 (2009).
- Rajan, A., Perrimon, N. Of flies and men: insights on organismal metabolism from fruit flies. BMC Biology. 11, 38 (2013).
