Messung der Pflanzenmotilität und Lebensmittelpassierung in Drosophila

Summary

Das Ziel dieses Protokolls ist es, die Kontraktion der Ernte zu messen und die Lebensmittelverteilung im Drosophila-Darm zu quantifizieren.

Abstract

Die meisten Tiere verwenden den Magen-Darm-Trakt (GI), um Nahrung zu verdauen. Die Bewegung der aufgenommenen Nahrung im GI-Trakt ist für die Nährstoffaufnahme unerlässlich. Gestörte GI-Motilität und Magenentleerung verursachen mehrere Krankheiten und Symptome. Als mächtiger genetischer Modellorganismus kann Drosophila in der GI-Motilitätsforschung eingesetzt werden. Die DD-Rosophila-Ernte ist ein Organ, das sich zusammenzieht und Nahrung zur weiteren Verdauung ins Mittelgut verschiebt, funktionell ähnlich wie ein Säugetiermagen. Präsentiert wird ein Protokoll zur Untersuchung der Beweglichkeit der Drosophila-Pflanzen mit einfachen Messwerkzeugen. Beschrieben wird eine Methode zum Zählen von Erntekontraktionen zur Bewertung der Beweglichkeit von Pflanzen und eine Methode zum Nachweis der Verteilung von blau gefärbten Lebensmitteln zwischen der Ernte und dem Darm, die ein Spektralphotometer verwenden, um die Auswirkungen der Kultur auf die Weitergabe von Lebensmitteln zu untersuchen. Die Methode wurde verwendet, um den Unterschied in der Beweglichkeit der Ernte zwischen Kontroll- und nprl2-Mutantenfliegen zu erkennen. Dieses Protokoll ist sowohl kosteneffizient als auch sehr empfindlich auf Diebeszeit.

Introduction

Die meisten Tiere haben eine Verdauungsröhre genannt magenintestinal (GI) Trakt, um Energie und Nährstoffe aus der Umwelt zu absorbieren. Der menschliche GI-Trakt besteht aus vier Teilen: Speiseröhre, Magen, Dünndarm und Dickdarm (Kolon). Der Nahrungsübergang vom Magen in den Darm ist für die Nährstoffaufnahme unerlässlich. Einige Effektoren, wie Alterung, toxische Medikamente, und Infektion, verursachen gestörte GI-Trakt Motilität und Magenentleerung, die mit einigen Krankheiten und ihre Symptome wie Dyspepsie, gastroösophageale Reflux-Krankheit, und Verstopfung¹verbunden ist.

Die Fruchtfliege(Drosophila melanogaster) ist ein weit verbreitetes Mustertier in der biomedizinischen Forschung aufgrund seiner einfachen genetischen Manipulation. Wichtig ist, dass etwa 77% der Gene, die mit menschlichen Krankheiten assoziiert sind, einen Homolog in Drosophila²haben. Die Forschung mit Drosophila hat enorme Fortschritte in unserem Verständnis vieler Krankheitsmechanismen gemacht. Als mächtiger genetischer Modellorganismus ist Drosophila weit verbreitet in der GI-Traktforschung³. Drosophila hat einen einfacheren Verdauungstrakt, der in drei diskrete Bereiche unterteilt ist: Vorgut, Mittelgut und Hinterdarm⁴. Die Ernte, ein Teil des Vorguts, ist eine beutelartige Struktur, die als Ort für die Lagerung von aufgenommenen Lebensmitteln dient. Das Midgut ist eine lange Röhre und fungiert als Ort für die Verdauung und Nährstoffaufnahme durch die Epithelschicht, die aus absorptiven Enterozyten (ECs) und sekretorischen enteroendokrinen (EE) Zellen^{besteht 5}. Interessanterweise ist die Magenfunktion in Drosophila in zwei Teile unterteilt: Die Ernte funktioniert als Lebensmittellagerung und die Kupferzellregion (CCR) ist eine hochsäugische Region mit einem pH < 3⁶. In Drosophilawird das aufgenommene Essen zunächst in die Ernte gebracht und anschließend in smittelgut⁷gepumpt. Daher spielt die Ernte eine entscheidende Rolle bei der Nahrungsweitergabe. Umhüllt von viszeralen Muskeln und bestehend aus einer komplexen Reihe von Ventilen und Schließmuskeln, zieht die Ernte immer wieder an und bewegt Nahrung zur weiteren Verdauung ins Mittelgut.

Dieses Protokoll ermöglicht den Nachweis der Lebensmittelbewegung von der Ernte bis zum Mittelgut in Drosophila. Die Erntekontraktion wird durch Zählen der Häufigkeit der Erntekontraktion bewertet. Darüber hinaus wird die Wirkung der Kultur auf die Weitergabe von Lebensmitteln untersucht, indem die Nahrungsverteilung zwischen Kultur und Darm festgestellt wird. Darüber hinaus kann die Lebensmittelverteilung verwendet werden, um die unmittelbare Lebensmittelbewegung oder den Grundlegendennahrungsstatus unter Verwendung unterschiedlicher Fütterungszeiten widerzuspiegeln. Zusammengenommen bietet dieses Protokoll Methoden zur schnellen Bewertung der Beweglichkeit von Pflanzen und der Nahrungsweitergabe in Drosophila.

Protocol

1. Pflege und Vorbereitung von Experimentellen Fliegen Halten Sie Fliegen in Fläschchen mit 10 ml frisch zubereiteter Nahrung (1% Agar, 2,4% Bierhefe, 3% Saccharose, 5% Maismehl) in einem Brutkasten bei 25 °C mit 60% Luftfeuchtigkeit. Stellen Sie den Lichtzyklus des Inkubators auf 12-h-Licht:12-h dunkel ein. Um sicherzustellen, dass eine große Anzahl der gewünschten Genotypfliegen gleichzeitig eatiert, Kultur junge Fliegen (1-3 Tage alt) in Standard-Lebensmittel mit trockener Hefe auf der Oberflä…

Representative Results

Diese Methoden zur Zählung der Erntekontraktionsrate und zum Nachweis der Verteilung gefärbter Lebensmittel können verwendet werden, um die Erntefunktion auf die Beweglichkeit von Lebensmitteln zu bewerten. Die Erntekontraktion spiegelt die Häufigkeit wider, Lebensmittel in den Darm zu schieben. Die Verteilung von Farbstoff in der Fliege nach einer kurzen Fütterungszeit zeigt, dass die Nahrung von der Ernte bis zum Mittelgut sofort abgeht. Target of rapamycin complex 1 (TORC1) ist ein Mas…

Discussion

In Drosophila aufgenommene Nahrung bewegt sich von der Ernte in den Darm für die Verdauung. Dabei werden die Nährstoffe aufgenommen und der Abfall als Kot aus dem Körper vertrieben. So kann der Vergleich der Nahrungsaufnahme mit dem Kotauswurf verwendet werden, um die Geschwindigkeit der Nahrungsbewegung im Körper grob zu beurteilen. Die Methode der Kapillarzuführung (CAFE) ist weit verbreitet, um die Nahrungsaufnahme zu messen^10,11. Die Methode der…

Materials

96-well plate	Thermo fisher	269620
Brillant Blue FCF	Solarbio	E8500	also called FD&C Blue No. 1
Centrifuge	Thermo fisher	Heraeus Pico 17
Spectrophotometer	Spectra Max	cMax plus
Tweezers	Dumont	11252-30