Este protocolo describe un método para la medición de la oxidación de sustratos radiomarcados específicos en adultos Drosophila melanogaster. Esta técnica es sencilla, cuantitativo, reproducible y sensible, y complementa los métodos existentes que miden la producción total de CO 2 y el consumo de O 2, ya que puede ser utilizado para identificar el nutriente (s) que se oxida para la producción de ATP.
Medición de CO 2 liberado de la oxidación de sustratos radiomarcados específicos utilizando el método descrito aquí es complementaria a las técnicas que miden la producción total de CO 2. Total de producción de CO 2 (V CO2) permite la estimación de la tasa metabólica y, cuando se conoce total del consumo de O 2 (V O2), la tasa metabólica puede ser calculada y la fuente de combustible para la oxidación puede ser calculada de acuerdo a la relación de intercambio respiratorio (V CO2 / O2 = V RER). Cuandohidratos de carbono son el sustrato exclusivo, RER = 1, pero cuando los ácidos grasos son la fuente exclusiva, RER = 0,7, debido a la estequiometría de las reacciones de la glucosa y la oxidación de los lípidos. A falta de equipo para medir el consumo de oxígeno en Drosophila 14, no se puede identificar la fuente de combustible oxidativo. Sin embargo, por medio del etiquetado vuela con trazas de un sustrato radiactivo u otro y las tasas de medición de radiomarcado producción de CO 2, se pueden sacar conclusiones acerca de la capacidad de las moscas para oxidar un sustrato dado en diferentes momentos a lo largo de un estímulo o sobre los efectos de una dado mutación en la oxidación de combustible.
Hay una serie de pasos críticos en este protocolo. En primer lugar, se debe tener cuidado cuando se utilizan materiales radiactivos para evitar derrames y contaminación de las áreas de investigación. En segundo lugar, cuando anestesiar las moscas durante los pasos 2.1 y 3.4, el experimentador debe trabajar con rapidez para evitar los efectos de CO 2 prolongadala exposición sobre el metabolismo y el comportamiento. Un grupo de 20 moscas puede ser anestesiado y se transfiere a un nuevo vial o en una vaina de mosca en 20 seg o menos. Cuando se transfieren desde un aparato de anestesia a un vial de alimentos, el vial debe descansar en su lado para evitar que las moscas anestesiadas de conseguir pegado en la superficie del alimento. Cuando las moscas son alimentos radiomarcado alimentado a lo largo de varios días como en el paso 2.2, el experimentador debe asegurar que la comida no se seque como las moscas son sensibles a la deshidratación.
El estado alimentado o en ayunas antes del marcaje, la elección de la etiqueta, la longitud de tiempo etiquetado, la longitud de tiempo en la vaina de la mosca, y el método de la anestesia son parámetros que pueden ser sometidos a la solución de problemas y la modificación utilizando esta técnica. En primer lugar, las moscas se somete a períodos cortos de etiquetado (2 - 3 h) no es probable que consumen cantidades importantes de alimentos radiomarcado a menos sometido a un periodo de ayuno de antemano. En segundo lugar, la elección del marcador cun afectar las conclusiones uno es capaz de dibujar sobre fenotipos metabólicos. Por ejemplo, radiomarcado producción de CO 2 a partir de D- [1- 14 C] -glucosa puede reflejar la oxidación a través del ciclo del ácido cítrico o la derivación de las pentosas fosfato, mientras radiomarcado producción de CO 2 de D- [6- 14 C] -glucosa refleja la oxidación a través del ciclo del ácido cítrico única 12,15,16. La alimentación de las moscas con un trazador radiomarcado para un aminoácido esencial 17,18 sería una buena estrategia para la evaluación de la oxidación de los aminoácidos derivados de proteínas. Finalmente, largos períodos de etiquetado con la glucosa radiomarcada también plantean la posibilidad de incorporación de este precursor en otras clases de moléculas, tales como los triglicéridos 19 y aminoácidos tales como alanina, que fácilmente interconvierte con piruvato. Esto se puede evaluar mediante la medición de radiactividad incorporada en estas diferentes clases de moléculas de 6. rad De hecho, las cohortes separadas de moscas pueden ser alimentadosiolabeled sustratos de la misma manera y luego se usa para los experimentos de la mosca de la vaina o la medición de radiomarcador que se almacena y se mantiene en glucógeno y triglicéridos en alimentación y de ayuno 6, por ejemplo. Otra estrategia es utilizar períodos de etiquetado corto que pueden revelar la oxidación de los nutrientes de la dieta radiomarcados sí mismos y no formas de almacenamiento de estos nutrientes. En tercer lugar, también es posible que dos grupos de moscas podrían tener tasas idénticas de 14 CO 2 producción de más de una determinada cantidad de tiempo, pero muy diferentes tasas inicialmente. Por lo tanto, la variación de la cantidad de tiempo que vuela pasar en la vaina de la mosca puede ser un parámetro importante para alterar la hora de evaluar la variación fenotípica. Por último, este protocolo exige el uso de un corto período de CO 2 anestesia cuando se ponen las moscas en el aparato mosca vaina. Es posible que los CO 2 anestesia pueden afectar la función metabólica en el transcurso del experimento mosca vaina. Una alternativa unaENFOQUE es utilizar anestesia nitrógeno que no afecta a la tasa metabólica 20.
Como con cualquier técnica que mide un sistema tan complejo como la oxidación de combustible y la tasa metabólica, el método descrito aquí tiene limitaciones. En primer lugar, es posible que vuela en diferentes grupos podrían consumir diferentes cantidades de comida radiomarcado y por lo tanto se introduzca la fase de recogida de CO 2 del ensayo con diferentes cantidades de partida de sustrato. Esto puede ser controlado para, en cierta medida llevando a cabo el experimento con muestras de gran tamaño y por la alimentación de las moscas en masa. Para períodos cortos de etiquetado, moscas con agallas de color azul similares se han consumido el marcador radiactivo y se puede llevar adelante a la porción de la persecución del experimento. La cantidad de radiomarcador que queda en un grupo de moscas también puede medirse al final del experimento y en cohortes independientes de moscas después del final de la alimentación y período de caza inicial. En segundo lugar, los niveles de actividad entregrupos de moscas en las vainas de moscas pueden ser diferentes. Esto tendrá que ser determinado experimentalmente y tenido en cuenta en la interpretación de los datos. En tercer lugar, esta técnica no mide la producción total de CO 2, sólo la producción de un alimento dietético específico o la forma (s) de almacenamiento de ese nutriente. Este protocolo no es un sustituto para, sino que es complementaria a las mediciones de VCO 2, ya que proporciona información diferente y adicional.
El método descrito aquí exhalado mide, CO radiomarcado 2 que es un producto de la oxidación de cantidades traza de sustratos metabólicos específicos. Mediante la variación de la etiqueta utilizada - glucosa, ácido graso, o ácido amino - uno puede diseñar experimentos cada vez más sofisticadas para evaluar las contribuciones de los diferentes sustratos a metabolismo en diferentes condiciones fisiológicas, tales como el hambre y en diferentes fondos genéticos. Las futuras aplicaciones de esta técnica incluyen la medición de metabolism en las etapas de larva y pupa de desarrollo, dos etapas del ciclo de vida de Drosophila que se caracterizan por condiciones extremas de almacenamiento de nutrientes y la descomposición, respectivamente.