Este protocolo descreve um método para medir a oxidação de substratos radiomarcados específicos em adulto de Drosophila melanogaster. Esta técnica é simples, quantitativo e reprodutível e sensível, e complementa os métodos existentes que medem de produção total de CO 2 e consumo de O 2, porque pode ser utilizado para identificar o nutriente (s) a ser oxidado para a produção de ATP.
Medição de CO 2 libertado a partir da oxidação de substratos radiomarcados específicos usando o método aqui descrito é complementar a técnicas que medem de produção total de CO 2. Total de produção de CO 2 (V CO2) permite estimar a taxa metabólica e, quando o consumo total de O2 (VO2) é conhecido, a taxa metabólica pode ser calculada e a fonte de combustível para a oxidação pode ser estimado com base na taxa de troca respiratória (V CO2 / O2 = V RER). Quandohidratos de carbono são o substrato exclusiva, RER = 1, mas quando os ácidos gordos são a fonte exclusiva, RER = 0,7, devido à estequiometria das reacções de glucose e oxidação de lípidos. Na ausência de equipamento para medir o consumo de oxigénio em Drosophila 14, a fonte de combustível não oxidativo pode ser identificado. No entanto, por meio de etiquetagem voa com quantidades vestigiais de um substracto radioactivo ou outro, e as taxas de medição de radiomarcado produção de CO 2, pode-se tirar conclusões sobre a capacidade de moscas para oxidar um determinado substrato em pontos de tempo diferentes durante um estímulo ou sobre os efeitos de uma dada mutação na oxidação do combustível.
Há uma série de passos críticos neste protocolo. Em primeiro lugar, deve ser tomado cuidado ao usar materiais radioativos para evitar vazamentos e contaminação de áreas de investigação. Segundo, quando anestesiar moscas durante os passos 2.1 e 3.4, o experimentador deve trabalhar rapidamente para evitar os efeitos de CO 2 prolongadoexposição sobre o metabolismo e o comportamento. Um grupo de 20 moscas podem ser anestesiados e transferidos para um novo frasco ou numa cápsula mosca em 20 segundos ou menos. Quando transferidos de um aparelho de anestesia para um tubo de alimentação, o frasco deve ficar em repouso no seu lado para evitar moscas anestesiadas de ficar presa sobre a superfície do alimento. Quando as moscas são alimentados com alimento radiomarcado ao longo de vários dias, como no passo 2.2, o experimentador que deve segurar a comida não seque como moscas são sensíveis à desidratação.
O alimentados ou em jejum antes da marcação, a escolha da etiqueta, o período de tempo de marcação, o comprimento de tempo no pod de mosca, e o método de anestesia são parâmetros que podem ser sujeitos a resolução de problemas e modificação quando se utiliza esta técnica. Em primeiro lugar, moscas submetido a períodos curtos de rotulagem (2-3 hr) é improvável que consomem quantidades significativas de alimento radiomarcado, a menos que submetidas a um período de jejum de antemão. Em segundo lugar, a escolha do marcador Cum efeito as conclusões um é capaz de desenhar sobre fenótipos metabólicos. Por exemplo, a produção de CO2 radiomarcado de D- [1- 14 C] -glucose pode reflectir a oxidação através do ciclo do ácido cítrico ou o shunt das pentoses fosfato, ao passo que a produção de CO2 radiomarcado de D- [6- 14 C] -glucose reflecte oxidação através do ciclo do ácido cítrico única 12,15,16. Alimentando moscas com um marcador marcado radioactivamente para um aminoácido essencial, 17,18 seria uma boa estratégia para avaliar a oxidação de aminoácidos derivados de proteínas. Finalmente, períodos longos de rotulagem com glucose radiomarcada também aumentar a possibilidade de incorporação deste precursor para outras classes de moléculas, tais como triglicéridos e 19 aminoácidos tais como alanina, que prontamente interconverts com piruvato. Isto pode ser avaliado por medição da radioactividade incorporada nestes diferentes classes de moléculas 6. Rad Com efeito, grupos separados de moscas pode ser alimentadoiolabeled substratos da mesma maneira e, em seguida, utilizados em experiências mosca vagem ou medição do marcador radioactivo que é armazenada e permanece em glicogénio e os triglicéridos em jejum e alimentados condições de 6, por exemplo. Outra estratégia é a utilização de períodos de curta de rotulagem que são susceptíveis de oxidação de revelar os nutrientes dietéticos radiomarcados si e não as formas de armazenamento desses nutrientes. Em terceiro lugar, é também possível que dois grupos de moscas pode ter as taxas idênticas de 14 CO 2 de produção ao longo de um determinado período de tempo, mas as taxas muito diferentes inicialmente. Por conseguinte, variando a quantidade de tempo que opera passar no pod de mosca pode ser um importante parâmetro a alterar quando se avalia variação fenotípica. Finalmente, este protocolo exige o uso de um curto período de CO 2 a anestesia ao colocar as moscas para o aparelho de mosca vagem. É possível que o CO 2 anestesia pode afectar a função metabólica sobre o decurso da experiência mosca vagem. Uma alternativa astratégia é usar anestesia azoto que não afeta a taxa metabólica 20.
Tal como acontece com qualquer técnica que mede um sistema tão complexo como a oxidação do combustível e a taxa metabólica, o método aqui descrito tem limitações. Em primeiro lugar, é possível que opera em diferentes grupos diferentes poderiam consomem quantidades de alimento radiomarcado e assim iria entrar na fase de recolha de CO 2 do ensaio com diferentes valores de partida de substrato. Isto pode ser controlado para, em certa medida, realizando a experiência com grandes tamanhos de amostra e pela alimentação de moscas em massa. Para períodos curtos de rotulagem, voa com tripas de cor azul semelhantes vão ter consumido o marcador radioactivo e pode ser transportado para a parte perseguição do experimento. A quantidade de marcador radioactivo remanescente em um grupo de moscas também pode ser medido no final da experiência e em coortes separadas de moscas, após o fim da alimentação e período de corrida inicial. Em segundo lugar, os níveis de atividade entregrupos de moscas nas vagens da mosca podem ser diferentes. Isso terá de ser determinada experimentalmente e tidas em conta na interpretação dos dados. Em terceiro lugar, esta técnica não mede total de produção de CO 2, apenas a produção de um nutriente na dieta específica ou a forma (s) de armazenamento desse nutriente. Este protocolo não é um substituto para, mas em vez disso é complementar à medição da VCO 2, pois fornece informações diferentes e adicionais.
O método descrito aqui mede exalado, CO 2 marcado radioactivamente que é um produto da oxidação de quantidades vestigiais de substratos metabólicos específicos. Variando o rótulo usado - glicose, ácidos graxos ou aminoácidos - pode-se projetar experimentos cada vez mais sofisticados para avaliar as contribuições de diferentes substratos para o metabolismo sob diferentes condições fisiológicas, tais como fome e em diferentes origens genéticas. futuras aplicações desta técnica incluem a medição da metabolism nas fases de larva e pupa de desenvolvimento, duas etapas do ciclo de vida Drosophila que são caracterizadas por extremos de armazenamento de nutrientes e discriminação, respectivamente.