כאן אנו מציגים שיטה למדידת רמות שומן האורגניזם ב instar השלישי (L3) בשלב הזחל של תסיסנית. שיטה זו מנצלת את הצפיפות נמוכה יחסית של רקמת שומן להבדיל בין זחלים עם ממאגרי שומן שונים. ניתוח מבוסס ציפה הוא כלי רב ערך עבור לסינון מהיר, לשחזור, וחסכוני.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
כאן אנו מציגים שיטה למדידת רמות שומן האורגניזם ב instar השלישי (L3) בשלב הזחל של תסיסנית. שיטה זו מנצלת את הצפיפות נמוכה יחסית של רקמת שומן להבדיל בין זחלים עם ממאגרי שומן שונים. ניתוח מבוסס ציפה הוא כלי רב ערך עבור לסינון מהיר, לשחזור, וחסכוני.
Drosophila melanogaster היא מערכת ניסויית מרכזית בחקר ויסות השומן. קיימות כיום טכניקות רבות למדידת רמות השומן המאוחסן בדרוזופילה, אך רובן יקרות ו/או מייגעות ויש להן מגבלות ברורות. כאן, אנו מציגים שיטה לקביעת רמות השומן האורגניזם במהירות ובזול בזחלי L3 Drosophila. הטכניקה מסתמכת על ההבדלים בצפיפות בין רקמות שומן לרקמות רזות ומאפשרת זיהוי מהיר של פנוטיפים של שומן ורזה. אימתנו את הדיוק של שיטה זו על ידי השוואה לאחוז השומן בגוף כפי שנקבע על ידי מיצוי שומנים ניטרלי וכרומטוגרפיית גז יחד עם ספקטרומטריית מסה (GCMS). בנוסף, אנו מתארים פרוטוקולים מפורטים לאיסוף וסנכרון של זחלים וכן מתכונים ניסיוניים רלוונטיים. הטכניקה המוצגת להלן מתגברת על החסרונות העיקריים בשיטות כימות השומנים הנפוצות ביותר ומספקת דרך רבת עוצמה לסנן במהירות וברגישות את זחלי L3 לפנוטיפים לוויסות שומן תוך שמירה על שלמות הזחלים. לבדיקה זו יש יישומים נרחבים לחקר חילוף החומרים וויסות השומן באמצעות דרוזופילה.
תסיסנית שימש במשך יותר ממאה שנה בחקר הגנטיקה שאלות ביולוגיות בסיסיות אחרות. בעשורים האחרונים, זה הפך להיות ברור כי תסיסנית הוא כלי רב עוצמה בחקר מחלות אנושיות רבות. כמו 70 - 80% של גנים הקשורים למחלות בבני אדם יש ortholog זבוב מזוהה 1 - 4, תסיסנית מספקת מערכת לתרגום פשוט עדיין שבה כדי לחקור מחלות מורכבות. מטבוליזם בפרט הרוויח ממחקר כזה. לא רק הגנטיקה של מטבוליזם נשמרת היטב בין זבובים ובני אדם, אך האורגנים הרלבנטיים סוגי תאים הם גם מאוד דומים 2,5. לדוגמא, את השומן בגוף של חנויות הזבוב הוא triacylglycerides (TAG) וגליקוגן, פונקציות דומות לאלה שבוצעו בכבד יונקי שומן לבן רקמות 6. שימוש תסיסנית כמודל שמנת אדם בהרבה השתפר הבנתנו השומניםחילוף החומרים ואת הגנטיקה של ההשמנה 7. בשלב הזחל של פיתוח שימושי במיוחד ללימוד הפרדה של חומרים מזינים אחסון או ניצול כפי שהוא מוקדש אכילה לבין האחסון של אנרגיה כדי לשמש במהלך pupariation.
נכון לעכשיו, יש הרבה שיטות כמותיות שונות של קביעת רמות אחסון שומן תסיסנית. השיטה הנפוצה ביותר היא assay colorimetric המצמיד (CCA) 8,9. CCA פותח לקביעת רמות TAG בסרום אדם ופועל על ההנחה כי גליצרול ששוחרר עמוד השדרה של טריגליצרידים יעברו כמה תגובות, בסופו של דבר וכתוצאה מכך תגובת חיזור מצמידי יצירת מוצר בצבע. ספיגה של אורכי גל מסוימים של אור נמדדה אז כדי לקבוע את הסכום הראשוני של הווה גליצרול. עם זאת, גליצרול יכול להיות משוחרר גם ובי-diacylglycerides בנוסף TAG ולכן לא יכול להיות מדד מדויק של יםtored השומן בגוף 9. יתר על כן, פיגמנט עין של זבובים בוגרים כתושים יכול להפריע כמה קריאות ספיגות ומסבכי תוצאות 9,10. לכן, CCA חייב להיות מלווה ומאומתים על ידי כרומטוגרפיה בשכבה דקה (TLC), המאפשר הפרדה של רוב המשפחות השומנים שניתן ונרשמת על ידי צפיפות 10,11. עם זאת, כמה שיעורי שומנים כמו סטרולים לא ניתן לנתח וצריכים לכמת בצורה שונה 12. ספקטרומטריית מסה (MS) היא דרך מדויקת לכמת את כל סוגי ליפידים סלולריים גדולים 12,13. עם זאת, הליכי שומני החילוץ צורכים לנתח ידי MS הם גם זמן רב (רוב הלקיחה כמעט יום שלם) ויקר. כאן אנו מציגים שיטה חלופית במהירות ובזול לקבוע רמות שומן האורגניזם ב זחלי L3 של תסיסנית.
השיטה המוצגת להלן מנצלת את ההבדל בצפיפות בין רקמת שומן ורקמה רזה. fa יונקיםיש t רקמות בצפיפות של כ 0.9 גר '/ מ"ל 14 תוך שרירי השלד כמו צפיפות של 1.06 גרם / מ"ל 15. הבדל זה הוא שבעלי חיים עם חנויות גבוהות יותר של שומן יהיו צפיפות נמוכה יותר מחיות עם חנויות נמוכות יותר של שומן, אשר תאפשרנה להם לצוף טוב יותר בתמיסה של צפיפות קבועה. מאפיין זה מאפשר הקרנה מהירה מאוד של מספר רב של בעלי חיים בעת היותו גם זול ולא פולשנית. ניתוח מבוסס חוק ארכימדס נעשה שימוש הוא כדי לאשר את פנוטיפים של שינוי רגולטורים ידועים של רמות שומן, כמו גם לזהות רגולטורים גנטיים הנוירולוגי חדשים של השמנה 16,17.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. איסוף ביצים מפני זבובים עם גנוטיפים של ריבית
הערה: צלבים אידיאליים המורכבים של 150 זבובי בתולה ולפחות 75 גברים. אוספי צילומים צריכים להיות מורכבים של 200 זבובים לפחות.
העברת 2. זחלי מזון הניסיון
3. לקבוע רמות שומן זחלים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 1 מייצג דוגמא כיצד assay מבוסס הציפה יכול לזהות הן ממאגרי השומן גבוהים ונמוכים זחלי מניפולציות גנטיות. איור 1A מראה כי עירור או השתקה של קבוצת משנה מסוימת של נוירונים (E347) במוח זחל הגורם נמוך וגבוה שומן חנויות בהתאמה. שליטת הרקע הגנטית הזהה שמשה בשני המקרים. איור 1B מספק דוגמא לאופן פנוטיפ זה שהשיג assay הצפיפות מקבל תימוכי מיצוי שומנים ניטראליים וכימות ידי GCMS.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ישנם מספר רב של טכניקות אשר פותחו כדי למדוד את רמות השומנים 8 - 10. עם זאת, כל אחת משיטות אלה מגיעה עם כמה חסרונות עיקריים שמטופלות על ידי assay מבוססי הציפה שתוארו לעיל. ראשית, assay זה הוא מהיר מאוד. בדיקת מפל ריכוזים מלא לוקחת לא יותר מ 30 - 60 דקות. זהו שיפור עצום על רוב הטכניקות הנמצאות בשימוש כיום. לדוגמה, quantitation השומנים ידי MS לוקח 7 - 9 שעות לבודד את השומנים ועוד כמה שעות לנתח אותם. זוהי הרתעה חזקה בעת ביצוע מסך על מספר רב של בעלי חיי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
K.E.H. נתמך על ידי מענק ההכשרה בביולוגיה מולקולרית NIH-T32-GM08730. עבודה זו נתמכה על ידי NIH, NIDDK Grant 5K01DK095932 ופרס AHA 12BGIA11930014 ל-T.R.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Bacto Agar | VWR | 214030 | |
| Welch's Original 100% מיץ | |||
| סוכרוז | פישר | S512 | |
| Tegosept | Genesee Scientific | 20-259 | |
| אתנול | 200 הוכחה | ||
| שמרי אופה | פלייכמן | ||
| קמח תירס | קוואקר | מועשר | |
| דרוזופילה אגר סוג II | Apex | 66-104 | |
| קמח סויה | ADM מרכיבים מיוחדים | 062-100 | |
| תמצית מאלט | ברייס | 5748 | |
| סירופ תירס קל | קארו | ||
| פרופיונית | VWR | U330-09 | |
| נתרן כלורי | פישר | 50147491 | |
| אשלגן פוספט מונו-בסיסי | סיגמא | P5655-100G | |
| נתרן פוספט נטול מים | פישר | S3933 | |
| אשלגן כלורי | פישר | P330-500 | |
| צלחת פטרי 35 x 10 מ"מ | פישר | 08-757-100A | |
| 50 מ"ל פישר חרוטי | 50-869-569 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.