В этой статье мы предоставляем подробный протокол для предоставления видов из рода дрозофилы загрязнителей с целью изучения последствий воздействия на спектр фенотипические выходов на разных этапах своего развития и для более чем одного поколения.
Методическая статья
В этой статье мы предоставляем подробный протокол для предоставления видов из рода дрозофилы загрязнителей с целью изучения последствий воздействия на спектр фенотипические выходов на разных этапах своего развития и для более чем одного поколения.
Возникающим свойств и внешние факторы (в частности, население уровне и уровне экосистем взаимодействий) играют важную роль в посредничестве экологически важные конечные точки, хотя они редко рассматриваются в токсикологических исследованиях. D. melanogaster становится токсикологии модель для поведенческих, неврологические и генетических последствий токсикантов, чтобы назвать несколько. Что еще более важно виды в роде дрозофилы может использоваться как модель системы для комплексного рамочного подхода к возникающим свойства включить и экологически соответствующие вопросы в токсикологических исследованиях. Цель настоящего документа-обеспечить протокол для разоблачения виды в роде дрозофилы загрязнителей, для использования в качестве модельной системы для ряда фенотипические выходы и экологически актуальные вопросы. Говоря более конкретно, этот протокол может использоваться для 1) связать несколько биологического уровня Организации и понять влияние токсикантов на оба уровня населения и индивидуальные Фитнес; 2) Проверьте влияние токсикантов на разных стадиях развития воздействия; 3) тест между поколениями и эволюционной последствия загрязнителей; и 4) одновременно проверить несколько загрязнителей и стресс.
Каждый год, примерно 1000 новых химических веществ будут введены1,химической промышленности2; Однако воздействие лишь небольшой процент этих химических веществ на окружающую среду тестируются перед распределением2,3. Хотя крупномасштабные катастрофы являются редкостью, Сублетальное и хронического воздействия большое разнообразие загрязняющих веществ широко распространены в людей и дикой природы4,5. Исторические экологической токсикологии и экотоксикологии ориентирован для тестирования летальность, одного химического воздействия, острого воздействия и физиологические эффекты воздействия, как средства измерения воздействия загрязнителей на выживание6, 7 , 8 , 9 , 10. Хотя существует сдвиг в сторону этические и неинвазивные подходы к животных испытаний, текущие подходы ограничивают ввиду роли этого развития, возникающим свойств и внешние факторы (например, уровень населения и экосистема уровень взаимодействия) играть в посредничестве экологически важные конечные точки8. Таким образом существует необходимость для методов, которые включают более целостный подход, без ущерба для дикой природы и/или позвоночных в лаборатории.
Беспозвоночных модель системы, такие как Drosophila melanogaster, являются привлекательной альтернативой признается необходимость более целостного подхода к тестированию токсичности. D. melanogaster, первоначально была разработана как система беспозвоночных модель для человека генетических исследований около века назад11. D. melanogaster теперь широко используется как альтернатива позвоночных модель по нескольким причинам: 1) сохранению генов и пути между D. melanogaster и людьми; 2) время коротких поколения по сравнению с позвоночных модели; 3) недорогая стоимость технического обслуживания; 4) легкость в генерации большой выборки; и 5) множество Фенотипические - и экологически соответствующих конечных точек, доступных для тестирования11,12,13,14,,1516,17 .
Несколько лабораторий11,,1516,17,18,19,20,21,22, 23 , 24 , 25 теперь используют D. melanogaster как альтернатива позвоночных модели для тестирования токсичность для понимания воздействия загрязнения на людей. Местных диких видов дрозофилы может использоваться, как хорошо, как модели токсичности для дикой природы (и людей) ответить экологически-, функционально-и эволюционно соответствующие вопросы на разных уровнях биологической организации. С помощью видов в пределах дрозофилы род как модель, несколько измеримые конечные точки являются возможные11,,1516,18,19,20 ,21,,2223,24,25. In addition, с использованием модели дрозофилы , токсикологи может: 1) этически ссылка эффекты на разных уровнях биологической организации; 2) включить роли возникающих факторов и развития; 3) исследование экологически важные конечные точки (помимо медицински важных конечных точек); 4) проверить несколько раздражители одновременно; 5) и долгосрочные испытания между поколениями (например эволюционной и следующим) последствия стресса. Таким образом использование дрозофилы как система модель позволяет множество подходов, не ограничиваясь изучения механистический подходы с инбредных штаммов D. melanogaster в лаборатории.
В этой статье мы представляем методы выращивания и сбора дрозофилы ответить на различные вопросы токсикологические. Говоря более конкретно, мы описываем методологии 1) воспитания дрозофила в среде laced с одного или более загрязнителей; 2) сбор дрозофилы на протяжении развития (например блуждающих третьего возраста личинки, куколки случаев, недавно eclosed взрослых и взрослые); и 3) воспитания дрозофила в загрязненной среде тест между поколениями и следующих передачи, а также эволюционной последствия длительного воздействия токсиканта. Используя этот протокол, предыдущие авторы18,19,20,21,22,23,24,25 сообщили различные генетические, физиологические и поведенческие последствия развития привести (Pb2 +) воздействия. Этот протокол позволяет токсикологи использовать токсикологические более целостный подход, который необходим для понимания, как загрязнители являются факторами риска для людей и дикой природы в все более загрязненной окружающей среды.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Следующий протокол является экспериментальный протокол, используемый для заднего виды в роде дрозофилы на загрязненной среде когда пероральный прием токсин является целесообразным; другие виды воздействия возможно с использованием дрозофилы модель11,,1516,26. Методы, описанные в настоящем Протоколе ранее были описаны Хирш и др. 19 и Петерсон и др. 23 , 24 , 25.
1. Настройка запасов популяций Drosophila в научно-исследовательской лаборатории

Рисунок 1 : Живописные представительства ловушки и приманки используются для сбора диких популяций Drosophila в поле. (A) Fly ловушки набор на местах сайте в Колорадо. (B) ближе зрения летать ловушки набор на этом сайте поля. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
2. Задние дрозофила в загрязненной среде
Примечание: Если тестирование дрозофила в лаборатории в первый раз или с новым contaminant(s), определение летальной дозы (см. Кастанеда и др. 37 и Мэсси и др. 38 для методов) и ЛД50 (см. Кастанеда и др. 37 и Акинс и др. 39 для методов) первый. Затем запустите кривой доза ответ для выявления биологически отношение концентрации для требуемого фенотипические; Просмотреть Хирш и др. 19 и Чжоу и др. 40 для методов.
3. сбор экспериментальных субъектов на различных этапах своего развития
Примечание: Экспериментальная предметы могут быть собраны на любой стадии развития, помещенные в слепой закодированных 15 мл конические трубы и испытаны для накопления. Методы для тестирования накопления загрязнителей будет зависеть от загрязнения изучаются. Например накопление ККПБ может испытываться с использованием Inductively-Coupled плазменной масс-спектрометрии (ИСП-МС)42. Кроме того экспериментальные предметы могут быть собраны на любой стадии развития для проверки на различных Фенотипическая воздействию загрязняющих веществ. Рисунок 2 иллюстрирует жизненный цикл дрозофилы 43. На рисунке 3 показана экспериментальный протокол для экспозиции и различные этапы развития для коллекции.

Рисунок 2 : Концептуальный обзор жизненного цикла D. melanogaster (наиболее часто используемые модели системы дрозофилы ). На этапах цикла жизни дрозофилы являются: 1) яйцо, личинка 2) первой instar, 3) второй instar личинка, 4) третьего instar личинка, 5) бродил третьего возраста личинки, куколки 6) белоглазка, 7) красных куколки, 8) недавно eclosed взрослых и 9) зрелого взрослого. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3 : Концептуальный обзор методов устно подвергая дрозофилы загрязненной среды в родительский (F0) и последующих поколений (F1 и более поздние версии). (A) методы для перорального воздействия во время разработки в открытые поколения. (B) методы для тестирования передачи загрязнителей потомство (F1 до желаемого поколения). Эта цифра была изменена с Петерсон и др. 24 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
4. задняя экспериментальной предметы для тестирования эффекты поколениями или Transgenerational воздействия.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Устно подвергая дрозофилы до contaminant(s) на протяжении всего развития, различные токсикологические вопросы может быть проверена подвергая дрозофилы на разных уровнях биологической организации. В этом разделе представлены представителем результаты, полученные с помощью этого протокола в ранее опубликованных работ23,24. В частности этот протокол ранее использовался для оценки накопления, ликвидации и поглощения ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Drosophila melanogaster был создан как мощная модель для целого ряда биологических процессов из-за обширной сохранению генов и пути между людей и D. melanogaster 13,14. По тем же причинам, что это мощная модель для медицинской науки дрозофила стала систему подходящую модель для изучения последствий антропогенного загрязнения на ряд токсикологических. Некоторые лаборатории успешно используют D. melanogaster как модель системы дл...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта публикация была поддержана грантом от Департамента образования (PR-премии #P031C160025-17, название проекта: 84.031 C) университета штата Колорадо-Пуэбло (CSU-Пуэбло) общинам создавать активные стволовые участия (C-BASE). Мы благодарим текущего зоологии и Elsevier за предоставление права на использование представитель результаты опубликованы в предыдущих документах, а также редакторы JoVE за предоставленную нам возможность опубликовать этот протокол. Мы также хотели бы поблагодарить C-BASE программы, д-р Брайан Vanden Хойвель (C-BASE и кафедра биологии, CSU-Пуэбло), кафедра биологии CSU-Пуэбло, Томас Грациано, д-р Бернард Possidente (кафедра биологии, колледж Скидмор) и д-р Клэр Вариан Рамос (Кафедра биологии, Университет штата Колорадо-Пуэбло) за их поддержку и помощь.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Carolina Biological Instant Drosophila Medium Formula 4-24 | Carolina Biological | 173204 | |
| Дрозофила флаконы, узкие (PS), полистирол, суперобъем, 1000 флаконов/единица | Genessee Scientific | 32-116SB | Используется для хранения мух |
| Flugs Укупорки для флаконов и бутылок, Узкие пластиковые флаконы | Genessee Scientific | 49-102 | Используются для хранения мух |
| Картонные лотки, лотки только, узкий | Genessee Scientific | 32-124 | Используется для организации популяций мух |
| Картонные лотки, только разделители, узкий | Genessee Scientific | 32-126 | Используется для организации популяций мух |
| Thermo Scientific Nalgene Square Бутылки из полиэтилена высокой плотности с широким горлышком и крышкой | Fischer Scientific | 03-312D | Подходит для хранения загрязнений |
| Thermo Scientific Промывочные бутылки из полиэтилена низкой плотности Nalgene с цветовой кодировкой | Fischer Scientific | 03-409-17C | Полезны для хранения загрязняющих веществ |
| Eppendorf Репитер M4 Ручной ручной дозатор для дозаторов | Fischer Scientific | 14-287-150 | Используется для приготовления средних |
| Combitips Advanced Pipetter Tips - Standard, Eppendorf Quality Tips | Fischer Scientific | 13-683-708 | Используется для приготовления средних |
| Flypad, стандартный размер (8,1 X 11,6 см) | Genessee Scientific | 59-114 | Используется для обезболивания мух |
| Клапан для ног Flystuff | Genessee Scientific | 59-121 | Используется для обезболивания мух |
| Трубка, зеленая (1 случайная нога/единица) | Genessee Scientific | 59-124G | Используется для обезболивания мух |
| Минеральное масло, светлое, белое, высокой чистоты, 500 мл Бутылка из полиэтилена высокой плотности | VWR | 97064-130 | Используется для изготовления морга |
| Стеклянная колба Erlenmeyer Набор - 3 размера - 50, 150 и 250 мл, Karter Scientific 214U2 | Walmart | Не применимо | Используется для изготовления морга |
| BGSET5 Стеклянный стакан Набор из 5 | Walmart | ||
| Инбредная или дикая линия Drosophila | Bloomington Drosophila Stock Center at Indiana University | https://bdsc.indiana.edu | |
| Дикие популяции Drosophila | UC San Diego Drosophila Stock Center | https://stockcenter.ucsd.edu/info/welcome.php |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение