June 11th, 2020
여기에 설명된 프로토콜은 다른 다량 영양소 품질의 식단에 노출된 Drosophila 멜라노가스터 애벌레에 의해 정의된 시간 간격 내에 섭취되는 음식의 양을 정량화할 수 있도록 하는 프로토콜이다. 이 소는 신경 열유전학 스크린의 맥락에서 행해질 것입니다.
우리의 프로토콜은 두 가지 주요 다량 영양소인 단백질과 탄수화물의 섭취 수준 조절과 관련된 영양 선택을 인코딩하는 유충 신경 세포 개체군을 식별할 수 있도록 합니다. 우리 방법의 단순성과 상대적으로 높은 처리량으로 인해 다양한 영양 조건에 노출된 여러 유전자형에 대한 음식 섭취량을 정량화할 수 있습니다. 유전적으로 부모의 혈통을 넘나들기 위해, 60mm 배아 채취 케이지에 L3 양육 다이어트 플레이트와 약간의 활성 효모 페이스트를 보충하십시오.
5-8일 된 성체 TripA1 암컷 처녀와 Janelia GAL4 수컷을 배아 수집 케이지로 옮기고 섭씨 25도에서 60%의 습도와 12, 12의 밝은 어두운 주기에서 24-48시간 동안 짝짓기가 일어나도록 합니다. 짝짓기 기간이 끝나면 짝짓기 된 성충 파리를 신선한 L3 사육 다이어트 플레이트로 옮기고 섭씨 25도에서 3-4시간 동안 알을 낳을 수 있도록 합니다. 모든 플레이트에 알을 낳는 유전자형과 날짜가 표시되어 있는지 확인하십시오.
알을 낳는 기간이 끝나면 우리에서 플레이트를 제거하고 플레이트의 1/4에 있는 배아의 수를 세어 플레이트당 계란 수를 추정합니다. 유충 밀도를 플레이트당 최대 200개의 배아로 유지하고 플레이트를 플라스틱 뚜껑으로 덮습니다. L3 사육 플레이트를 섭씨 18도, 습도 60%, 12, 12의 어두운 주기에서 9일 동안 배양합니다.
배양 후, 테스트할 각 유전자형에서 10 L3로 구성된 3개 그룹과 제로 염료 식품 대조를 위해 10 L3로 구성된 한 그룹을 수집합니다. 5번 또는 깃털처럼 가벼운 집게를 사용하여 유충 수집을 가능한 한 부드럽게 수행합니다. 수집된 유충을 1ml의 물이 들어 있는 플라스틱 접시 무게 보트로 옮깁니다.
섭씨 30도의 인큐베이터를 설치하고 분석 중 유충 탈수를 방지하기 위해 물을 채운 트레이를 추가하여 습도 수준을 높게 유지합니다. 시작하기 전에 분석 플레이트를 섭씨 30도로 가열하여 온도를 평형화합니다. 모든 플레이트에 식단의 유전자형과 단백질 대 탄수화물 비율이 표시되어 있는지 확인하십시오.
동물이 들어있는 플라스틱 보트를 섭씨 37도의 수조로 직접 옮겨 실험용 유충을 2분 동안 열충격을 가합니다. 필요한 타이머 수를 1시간 동안 설정한 다음 플라스틱 보트에서 물을 조심스럽게 빼내고 보트의 L3 그룹을 자산 플레이트 중앙으로 옮깁니다. 접시를 덮고 타이머를 시작하십시오.
유충이 어둠 속에서 섭씨 30도에서 1시간 동안 먹이를 먹도록 합니다. 플레이트를 얼음 수조로 옮겨 공급 분석을 중지합니다. 마이크로튜브의 바닥 부분을 채우기에 충분한 0.5mm 유리 구슬과 300마이크로리터의 얼음처럼 차가운 메탄올을 포함하는 테스트된 각 L3 그룹에 대해 2개의 밀리리터 마이크로튜브를 준비합니다.
벤치 쿨러를 사용하여 마이크로튜브를 차갑게 유지하십시오. 공급 분석 플레이트에서 L3 그룹을 조심스럽게 회수하고 약간의 물과 함께 플레이트의 뚜껑으로 옮깁니다. 유충을 헹구어 몸에서 음식물 찌꺼기를 제거하고 부상을 입지 않도록 주의하십시오.
유충을 준비된 마이크로튜브로 옮기고 조직 용해기로 용해하여 내장에서 식용 염료를 추출합니다. 2ml 마이크로튜브를 새 튜브에 직접 뒤집어 1.5ml 마이크로튜브를 세척하기 위해 추출물을 옮깁니다. 대부분의 유리 구슬이 2 밀리리터 튜브의 바닥에 머물도록 부드럽게 수행하십시오.
추출물을 최대 속도와 섭씨 4도에서 10분 동안 원심분리하여 세포 파편을 제거한 다음 상층액을 옮겨 1.5ml 튜브를 청소합니다. 식품 소비량의 열량 계량을 수행하려면 메탄올에 1-2 회 연속으로 희석하여 파란색 염료의 표준 용액을 준비하십시오. 100마이크로리터의 실험 샘플, 표준물질 및 블랭크를 96웰 마이크로플레이트의 웰로 옮기고 600나노미터에서 흡광도를 측정합니다.
이 프로토콜은 유충 신경계의 특정 신경 세포 집단의 열유전학적 활성화를 받는 동물에게 소비되는 다량 영양소의 상대적인 양을 정량화하는 데 사용되었습니다. 뉴런 개체군의 뚜렷한 활성화는 제3 instar 유충의 다량 영양소 균형에 유의한 영향을 미쳤습니다. 여기에서 회색으로 표시된 대조선에서 관찰된 수유 패턴은 단백질 대 탄수화물 비율이 높은 식단에서 예상되는 음식 섭취 감소를 보여주며 이 방법의 효과를 보여줍니다.
실험동물에 대해 확립된 5가지 표현형 분류는 많이 먹는다, 과식으로 인한 단백질 희석을 보상한다, 많이 먹지만 보상하지 않는다, 적게 먹지만 보상한다, 적게 먹는다와 보상하지 않는다, 비정상적으로 먹는다. 이러한 표현형 분류 및 유전자형 각각에 대해 third-instar 유충의 중추 신경계의 GFP 패턴이 표시됩니다. 이 프로토콜을 시도할 때, 동물 행동과 관련된 변동을 최소화하기 위해 발달적으로 동기화된 초기 제3 instar 유충을 생성하는 것이 중요합니다.
이 프로토콜에 따라, 식품의 무선 라벨링은 이 방법을 사용하여 발견된 히트의 확인 및 추가 해부를 가능하게 합니다.
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이 연구는 다양한 주요 영양소 식이에 노출된 Drosophila melanogaster 유충의 식이 섭취량을 색소 정량화하기 위한 프로토콜을 설명합니다. 이 연구는 단백질과 탄수화물의 비율이 다른 가운데 영양 선택 및 식이 섭취 조절에 관여하는 유충 뉴런 집단을 식별하는 데 중점을 둡니다.
This protocol enables high-throughput quantification of macronutrient intake in a genetically tractable model, supporting target validation in metabolic and feeding behavior research. By linking specific neuronal populations to dietary choice phenotypes, it provides mechanistic de-risking for early discovery programs focused on obesity, diabetes, and nutrient-sensing pathways. The quantitative, dye-based readout offers predictive confidence in screening workflows where nutritional homeostasis is a key biomarker.
The method fits within the early discovery continuum, supporting hypothesis testing in neuronal mechanism elucidation before progressing to lead identification and preclinical validation in metabolic disease models.