Summary

드로소필라에서 작물 운동성과 음식 패시징 측정

Published: May 09, 2020
doi:

Summary

이 프로토콜의 목표는 드로소필라 용기의 작물 수축을 측정하고 식품 유통을 정량화하는 것입니다.

Abstract

대부분의 동물은 음식을 소화하기 위해 위장관 (GI) 항로를 사용합니다. 기관에서 섭취 한 음식의 움직임은 영양소 흡수에 필수적입니다. 무질서한 GI 운동성 및 위 비우는 다중 질병 및 현상을 일으키는 원인이 됩니다. 강력한 유전 모델 유기체로서 Drosophila는 GI 운동성 연구에 사용될 수 있습니다. D로소필라 작물은 포유류 위장과 기능적으로 유사한 추가 소화를 위해 음식을 미드구트로 계약하고 이동하는 기관입니다. 제시는 간단한 측정 도구를 사용하여 Drosophila 작물 운동성을 연구하는 프로토콜입니다. 작물 수축을 계산하여 작물 의 운동성을 평가하는 방법과 분광계를 사용하여 작물과 장 사이에 파란색으로 염색된 식품의 분포를 검출하여 식품 패세이징에 대한 작물의 효과를 조사하는 방법이 설명되어 있다. 이 방법은 대조군과 nprl2 돌연변이 파리 사이의 작물 운동성의 차이를 감지하는 데 사용되었습니다. 이 프로토콜은 비용 효율적이며 작물 운동성에 매우 민감합니다.

Introduction

대부분의 동물은 환경에서 에너지와 영양분을 흡수하는 위장관 (GI) 관에게 불린 소화관을 가지고 있습니다. 인간 기관은 식도, 위, 소장 및 대장 (결장)의 네 부분으로 구성됩니다. 위장에서 장으로 음식 통로는 영양 흡수에 필수적입니다. 노화, 독성 약물 및 감염과 같은 일부 이펙터는 소화 불량, 위식도 역류 질환 및 변비1과같은 일부 질병 및 증상과 관련된 장애된 기관 운동성 및 위 비우기를 유발합니다.

과일 파리(Drosophila 멜라노가스터)는쉽게 유전 적 조작으로 인해 생물 의학 연구에서 널리 사용되는 모델 동물입니다. 중요하게도, 인간 질병과 관련되었던 유전자의 대략 77%는 Drosophila2에 있는 호모로그를 가지고있습니다. Drosophila를 사용 하 여 연구는 많은 질병 메커니즘의 우리의 이해에 거 대 한 발전을 했다. 강력한 유전 적 모델 유기체로서, Drosophila는 GI tract 연구3에서널리 사용됩니다. 드로소필라는 세 가지 이산 영역으로 나뉘어져 있는 간단한 소화관을 가지고 있습니다: 전가, 미드구트 및 힌드구트4. 작물, 전장의 일부, 섭취 식품 저장에 대 한 사이트 역할을 하는 가방 같은 구조. 미드구트는 농생장세포(EC)와 분비장내분비(EE) 세포5로구성된 상피층을 통한 식품 소화 및 영양 흡수 부위로서 긴 튜브 및 기능이다. 흥미롭게도, 드로소필라의 위장 기능은 두 부분으로 나뉩니다: 식품 저장과 구리 세포 영역(CCR)으로서 작물 기능은 pH & lt;36을가진 고산성 영역이다. 드로소필라에서섭취된 음식은 처음에는 작물로 옮겨져 미드구트7로펌핑됩니다. 따라서, 작물은 음식 패시징에 중요한 역할을한다. 내장 근육에 둘러싸여 밸브와 스핑크터의 복잡한 배열로 구성된 작물은 추가 소화를 위해 중간 구장으로 음식을 수축하고 이동유지합니다.

이 프로토콜은 드로소필라의작물에서 미드구트까지 음식 이동을 감지할 수 있게 해줍니다. 작물 수축은 작물 수축 빈도를 계산하여 평가됩니다. 또한 작물과 장 사이의 식품 분포를 감지하여 식품 패싱에 대한 작물의 효과를 조사합니다. 또한, 식품 분포는 다른 수유 기간을 사용하여 즉각적인 음식 운동 또는 기본 식품 상태를 반영하는 데 사용할 수 있습니다. 종합하면, 이 프로토콜은 Drosophila에서작물 운동성과 음식 패청기를 신속하게 평가하는 방법을 제공합니다.

Protocol

1. 실험용 파리 를 유지하고 준비합니다. 25°C에서 25°C의 인큐베이터에서 갓 만든 식품 10mL(1% 한천, 2.4% 양조업자 효모, 3% 자당, 옥수수 5%)를 함유한 바이알에서 파리를 유지합니다. 인큐베이터의 라이트 사이클을 12h 라이트:12-h 어둡게 설정합니다. 원하는 유전자형의 다수가 동시에 닫히도록 하기 위해, 문화 젊은 파리 (1-3 일 오래 된) 표면에 건조 효모와 표준 식품에서 3 일 동안. 젖…

Representative Results

작물 수축 속도를 계산하고 염색 된 식품 분포를 감지하는 이러한 방법은 식품 운동성에 작물 기능을 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 작물 수축은 음식을 창자에 밀어 넣는 빈도를 반영합니다. 짧은 수유 기간 후에 즉석에서 염료의 분포는 작물에서 미드구트로 지나가는 즉각적인 음식을 나타냅니다. 라파마이신 복합체 1(TORC1)의 표적은 영양소와 세포 대사를 중재하는 마스…

Discussion

드로소필라에서 섭취 한 음식은 작물에서 소화를위한 장으로 이동합니다. 이 과정에서 영양분이 흡수되고 폐기물이 대변으로 몸밖으로 추방됩니다. 따라서, 대변 배출과 함께 음식 섭취를 비교하는 것은 대략 바디에 있는 음식 운동의 속도를 평가하기 위하여 이용될 수 있습니다. 모세관 피더(CAFE)의 방법은 식품섭취(10,,11)를측정하는 데 널리 사…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 중국 국립 자연과학 재단(제3187만2287호)의 지원을 받아 장쑤성 자연과학재단(NO. BK20181456) 및 강쑤성 6개 인재 피크 프로젝트(No. SWYY-146).

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

References

  1. Kusano, M., et al. Gastrointestinal motility and functional gastrointestinal diseases. Current Pharmaceutical Design. 20 (16), 2775-2782 (2014).
  2. Reiter, L. T., Potocki, L., Chien, S., Gribskov, M., Bier, E. A systematic analysis of human disease-associated gene sequences in Drosophila melanogaster. Genome Research. 11 (6), 1114-1125 (2001).
  3. Apidianakis, Y., Rahme, L. G. Drosophila melanogaster as a model for human intestinal infection and pathology. Disease Models & Mechanisms. 4 (1), 21-30 (2011).
  4. Lemaitre, B., Miguel-Aliaga, I. The Digestive Tract of Drosophila melanogaster. Annual Review of Genetics. 47, 377-404 (2013).
  5. Miguel-Aliaga, I., Jasper, H., Lemaitre, B. Anatomy and Physiology of the Digestive Tract of Drosophila melanogaster. Genetics. 210 (2), 357-396 (2018).
  6. Strand, M., Micchelli, C. A. Quiescent gastric stem cells maintain the adult Drosophila stomach. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (43), 17696-17701 (2011).
  7. Ren, J., et al. Beadex affects gastric emptying in Drosophila. Cell Research. 24 (5), 636-639 (2014).
  8. Xi, J., et al. The TORC1 inhibitor Nprl2 protects age-related digestive function in Drosophila. Aging. 11 (21), 9811-9828 (2019).
  9. Wei, Y., Reveal, B., Cai, W., Lilly, M. A. The GATOR1 Complex Regulates Metabolic Homeostasis and the Response to Nutrient Stress in Drosophila melanogaster. G3. 6 (12), 3859-3867 (2016).
  10. Ja, W. W., et al. Prandiology of Drosophila and the CAFE assay. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (20), 8253-8256 (2007).
  11. Diegelmann, S., et al. The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster. Journal of Visualized Experiments. (121), e55024 (2017).
  12. Edgecomb, R. S., Harth, C. E., Schneiderman, A. M. Regulation of feeding behavior in adult Drosophila melanogaster varies with feeding regime and nutritional state. Journal of Experimental Biology. 197, 215-235 (1994).
  13. Peller, C. R., Bacon, E. M., Bucheger, J. A., Blumenthal, E. M. Defective gut function in drop-dead mutant Drosophila. Journal of Insect Physiology. 55 (9), 834-839 (2009).
  14. Chtarbanova, S., et al. Drosophila C virus systemic infection leads to intestinal obstruction. Journal of Virology. 88 (24), 14057-14069 (2014).
  15. Solari, P., et al. Opposite effects of 5-HT/AKH and octopamine on the crop contractions in adult Drosophila melanogaster: Evidence of a double brain-gut serotonergic circuitry. PLoS One. 12 (3), 0174172 (2017).
check_url/61181?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Cai, J., Xi, J., Wei, Y. Measuring Crop Motility and Food Passaging in Drosophila. J. Vis. Exp. (159), e61181, doi:10.3791/61181 (2020).

View Video