Этот протокол описан способ измерения окисления специфических радиоактивно меченных субстратов во взрослой дрозофилы. Этот метод прост, количественное, воспроизводимым и чувствительным, и она дополняет существующие методы , которые измеряют общий СО 2 производства и потребления O 2 , так как он может быть использован для идентификации питательных веществ (а) окисляться для производства АТФ.
Измерение CO 2 освобождены от окисления специфических радиоактивно меченных субстратов с использованием метода , описанного здесь является дополнением к методам , которые измеряют общий объем производства СО 2. Общее СО 2 производства (V СО2) позволяет оценить скорость метаболизма и, когда общее потребление O 2 (V O 2 ) , как известно, скорость обмена веществ может быть рассчитана и источник топлива для окисления может быть оценена на основе соотношения дыхания обмена (V CO2 / V O2 = RER). когдауглеводы являются исключительной субстрат, RER = 1, но когда жирные кислоты являются единственным источником, RER = 0,7, вследствие стехиометрии реакции глюкозы и липидного окисления. При отсутствии оборудования для измерения потребления кислорода в Drosophila 14, окислительный источник топлива не может быть идентифицирован. Тем не менее, по маркировке мух с следовых количеств одного радиоактивного субстрата или другого и измерения уровня радиоактивной производства СО 2, можно сделать вывод о способности мух окислять данного субстрата в различные моменты времени в течение стимула или о эффектах учитывая мутацию на окисление топлива.
Есть целый ряд важных шагов в этом протоколе. Во-первых, следует соблюдать осторожность при использовании радиоактивных материалов, чтобы избежать утечек и загрязнения областей исследований. Во- вторых, когда обезболивающее мух на стадиях 2.1 и 3.4, экспериментатор должен работать быстро , чтобы избежать последствий длительного CO 2воздействие на метаболизм и поведение. Группа из 20 мух может быть под наркозом и переносили в новый флакон или в муху стручка в течение 20 сек или меньше. При переходе от анестезии аппарата во флакон пищи, флакон следует покоилась на его стороне, чтобы предотвратить анестезированных мух от застревания на поверхности пищи. Когда мухи кормят радиоактивно пищи в течение нескольких дней, как в шаге 2.2, экспериментатор должен убедиться, что пища не высыхает, как мухи чувствительны к обезвоживанию.
Подаваемый или голодали состояние до маркировки, выбор метки, период времени, обозначая, продолжительность времени, в летучей капсуле, и метод анестезии являются параметрами, которые могут быть подвергнуты устранению неисправностей и модификации при использовании этого метода. Во-первых, мух подвергали коротких периодов маркировки (2 - 3 ч) вряд ли будут потреблять значительные количества радиоактивной пищи, если не подвергается периода поста заранее. Во-вторых, выбор этикетки Cаффект выводы один способен привлечь около метаболических фенотипов. Например, меченный радиоактивным изотопом производства СО 2 из D- [1- 14 С] -глюкозы может отражать окисление через цикл лимонной кислоты , или пентозофосфатного шунта, в то время как меченного производства СО 2 из D- [6- 14 С] -глюкозы отражает окисление через цикл лимонной кислоты только 12,15,16. Кормление мух с радиоизотопный меченый атом для незаменимой аминокислоты 17,18 бы быть хорошей стратегией для оценки окисления аминокислот , полученных из белков. И, наконец, длительные периоды маркировки с радиоактивно меченным глюкозы также повышают возможность включения этого предшественника в другие классы молекул , таких как триглицериды 19 и аминокислоты , такие как аланин, который легко interconverts с пирувата. Это может быть оценена путем измерения радиоактивности входит в состав этих различных классов молекул 6. Действительно, отдельные когорты мух можно подавать радiolabeled субстратов тем же способом , а затем использовали для экспериментов муха стручка или измерение радиометки , которые хранятся и остается в гликоген и триглицеридов в накормлены и голодном условия 6, например. Другая стратегия состоит в том, чтобы использовать периоды короткого маркировки, которые могут выявить окисление меченых биологически активных питательных веществ себя, а не формы хранения этих питательных веществ. В- третьих, это также возможно , что две группы мух могут иметь одинаковые показатели 14 производства СО 2 в течение заданного промежутка времени, но очень разные ставки на начальном этапе. Таким образом, изменяя количество времени, который летит проводят в летучей капсуле может быть важным параметром для изменения при оценке фенотипической изменчивости. И, наконец, этот протокол предусматривает использование короткого периода CO 2 анестезии при тушении мух в стручок муха аппарата. Вполне возможно , что СО 2 анестезия может влиять на метаболические функции в течение эксперимента муха стручка. Чередоватьpproach является использование анестезии азота , который не влияет на скорость метаболизма 20.
Как и с любой техникой, которая измеряет такую сложную систему в качестве топлива окисления и скорости обмена веществ, описанный здесь метод имеет свои ограничения. Во- первых, вполне возможно , что пролетает в разных группах могут употреблять в пищу различные количества меченного пищи и , таким образом , будет входить в фазу сбора СО 2 из теста с различными исходными количествами субстрата. Это можно контролировать до некоторой степени, выполняя эксперимент с большими размерами выборки и кормления мух скопом. Для коротких периодов маркировки, мух с похожими голубой цвет кишки будет поглотил радиоактивную и могут быть перенесены в погоню части эксперимента. Количество радиоактивной оставшейся в группе мух также может быть измерена в конце эксперимента и в отдельных когорт мух после окончания кормления и начальный период чейза. Во-вторых, уровни активности междугруппы мух в летучей стручки могут отличаться. Это должны быть определены экспериментально и принимать во внимание при интерпретации данных. В- третьих, этот метод не измеряет общий объем производства СО 2, только производство из определенного диетического питательного вещества или формы хранения (ов) этого питательного вещества. Этот протокол не является заменой , но вместо этого является дополнением к измерениям VCO 2 , поскольку она обеспечивает различную и дополнительную информацию.
Описанный здесь метод измеряет выдыхаемый, радиоактивно CO 2 , который является продуктом окисления следовых количеств специфических метаболических субстратов. Изменяя используемой метки - глюкоза, жирные кислоты или аминокислоты - можно проектировать все более сложные эксперименты, чтобы оценить вклад различных субстратов метаболизма при различных физиологических условиях, таких как голодание и на разных генетических фонов. Будущие приложения этой методики включают измерение metabolisм в личиночной и куколки стадиях развития, две стадии жизненного цикла дрозофилы, которые характеризуются крайними хранения питательных веществ и распада, соответственно.