Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

נסיוני באמצעות דרוזופילה כמערכת מודל הגעה לבדיקת רעילות במעבדה

Published: July 10, 2018 doi: 10.3791/57450
Automatic Translation
1,2, 1,2
1Communities for Building Active STEM Engagement, Colorado State University-Pueblo, 2Department of Biology, Colorado State University-Pueblo

Summary

בנייר זה, אנו מספקים פרוטוקול מפורט עבור חשיפת מינים של הסוג דרוזופילה לחומרים מזהמים עם המטרה של הלומדים את ההשפעה של חשיפה על מגוון של תפוקות פנוטיפי בשלבים התפתחותיים שונים, יותר מאשר דור אחד.

Abstract

נכסים מתהווים וגורמים חיצוניים (האוכלוסייה וברמת ברמת המערכת האקולוגית אינטראקציות, בפרט) משחק תפקידים חשובים במתווכים הקצה חשוב מבחינה אקולוגית, למרות שהם נחשבים לעתים נדירות מחקרים רעילות. ד melanogaster מתגלה כמודל הרעלים עבור התנהגותית נוירולוגית, גנטי ההשפעות של חשיפה לרעלים, שם כמה. חשוב מכך, מינים של הסוג דרוזופילה יכול להיות מנוצל כמו מערכת מודל לגישה אינטגרטיבית מסגרת לשלב נכסים מתהווים ולענות על שאלות רלוונטיות מבחינה אקולוגית במחקר הרעלים. מטרת מאמר זה היא לספק פרוטוקול חשיפת מינים של הסוג דרוזופילה לחומרים מזהמים כדי לשמש כמערכת מודל עבור מגוון של פלטים פנוטיפי, שאלות רלוונטיות מבחינה אקולוגית. ליתר דיוק, פרוטוקול זה יכול לשמש כדי 1) לקשר מספר רמות ביולוגיות של ארגון ולהבין את ההשפעה של חשיפה לרעלים על שני הפרט ואת האוכלוסייה-ברמת הכושר; 2) לבחון את ההשפעה של חשיפה לרעלים בשלבים שונים של חשיפה התפתחותי; 3) לבדוק את ההשלכות multigenerational ואבולוציוני של מזהמים; . ו-4) בדיקת לחצים וגורם לניתוקו מרובים בו-זמנית.

Introduction

בכל שנה, כ- 1,000 כימיקלים חדשים מוצגים על-ידי1,התעשייה הכימית2; עם זאת, ההשפעות הסביבתית של רק אחוז קטן של כימיקלים אלה נבדקים לפני הפצה2,3. אסונות בקנה מידה גדול אמנם נדיר, חשיפה לא קטלני וכרוני מגוון רחב של מזהמים מתאפיינות בני אדם והן חיות הבר4,5. המוקד ההיסטורית של ecotoxicology, טוקסיקולוגיה סביבתית היה לבחון את הקטלניות, החשיפה כימי יחיד, חשיפה אקוטית, את ההשפעות הפיזיולוגיות של חשיפה, כאמצעי למדידת ההשפעה של מזהמים על הישרדות6, 7 , 8 , 9 , 10. למרות שיש שינוי לעבר גישות מוסריות לא פולשנית לניסויים בבעלי חיים, לגישות הם הגבלת בגלל התפקיד הזה פיתוח נכסים מתהווים, גורמים חיצוניים (כגון האוכלוסייה ברמת ו רמת המערכת האקולוגית אינטראקציות) לשחק תיווכה נקודות קצה אקולוגי-חשוב8. לכן, אין צורך בשיטות המשלבות בגישה הוליסטית יותר מבלי להתפשר על חיות הבר ו/או בעלי חוליות במעבדה.

מערכות מודל הגעה, כגון דרוזופילה melanogaster, הם אלטרנטיבה אטרקטיבית לענות על הצורך בגישה הוליסטית יותר בדיקות רעילות. ד melanogaster, פותחה במקור כמערכת מודל הגעה עבור האדם הקשורות מחקר גנטי לפני כמאה11. ד melanogaster עכשיו באופן בולט משמש כתחליף דגם חוליות מכמה סיבות: 1) שימור גנים מסלולים בין melanogaster ד ובני; 2) זמן דור קצר בהשוואה מודלים חוליות; 3) עלות זולה תחזוקה; 4) להקל על מנת לייצר גדלי מדגם גדולים; ו- 5) שפע של נקודות קצה פנוטיפי ו אקולוגי-רלוונטיות זמינות לבדיקה11,12,13,14,15,16,17 .

מספר מעבדות11,15,16,17,18,19,20,21,22, 23 , 24 , 25 . עכשיו משתמש melanogaster ד כתחליף דגם חוליות לבדיקת רעילות כדי להבין את ההשפעות של זיהום על בני אדם. מיני בר מקומיים דרוזופילה יכול להיות מנוצל, כמו גם, כמודלים רעילות עבור חיות הבר (ובני האדם) לענות באופן אקולוגי-, התנהגותית-, שאלות רלוונטיות אבולוציונית ברמות מרובות הביולוגי של הארגון. באמצעות מינים בתוך הסוג דרוזופילה כמודל, מספר נקודות הקצה למדידה הם אפשריים11,15,16,18,19,20 ,21,22,23,24,25. . In addition, באמצעות מודל דרוזופילה , יכול toxicologists: 1) מבחינה מוסרית לקשר אפקטים ברמות מרובות הביולוגי של הארגון; 2) לשלב את התפקיד של הגורמים מתהווים והתפתחות; 3) מחקר אקולוגי-חשוב נקודות הקצה (בנוסף חשוב מבחינה רפואית הקצה); 4) בדיקת לחצים מרובים בו זמנית. 5) ומבחן ארוך טווח multigenerational (למשל אבולוציוני ו transgenerational) ההשלכות של לחצים. לכן, השימוש דרוזופילה כמערכת מודל מאפשר מספר רב של גישות, לא רק ללמוד גישות מכניסטית עם המפגרים זני melanogaster ד במעבדה.

בנייר זה, אנו מציגים את השיטות לגידול ואיסוף דרוזופילה לענות על שאלות שונות רעילות. ליתר דיוק, אנו מתארים את המתודולוגיה 1) לגידול דרוזופילה בינוני עם אחד או יותר מזהמים; 2) איסוף את דרוזופילה במהלך פיתוח (למשל נודדים הזחלים השלישי-לחלל, המקרים הגולמי, ומבוגרים לאחרונה eclosed מבוגרים); ו 3) לגידול דרוזופילה במדיום מזוהמים מבחן דורי שידור transgenerational, כמו גם השלכות אבולוציונית של חשיפה toxicant לטווח ארוך. שימוש זה פרוטוקול, הקודם מחברים18,19,20,21,22,23,24,25 דיווחו אפקטים פיזיולוגיים גנטיים, התנהגותיים שונים של התפתחותית עופרת (Pb2 +) חשיפה. פרוטוקול זה מאפשר toxicologists להשתמש בגישה הוליסטית יותר רעילות, שהיא הכרחית להבנת כמה מזהמים הם גורמי סיכון הן בני אדם וחיות בסביבה מזוהם אי פעם יותר ויותר.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

פרוטוקול הבאים הוא טיפול נסיוני נהגה אחורי מינים של הסוג דרוזופילה באמצעי מזוהמים בעת בליעה דרך הפה של רעלן מתאים; צורות אחרות של חשיפה אפשריים באמצעות דרוזופילה דגם11,15,16,26. בשיטות המתוארות פרוטוקול זה שתוארו קודם לכן על ידי הירש. et al. 19 ו. פיטרסון et al. 23 , 24 , 25.

1. הגדרת אוכלוסיות מניות של דרוזופילה במעבדות מחקר

  1. להגדיר את החממה שבשליטת לסביבה (או חדר קטן) לאוכלוסיות מניות הבית של זבוב החומץ על-ידי הגדרת וייצג עבור טמפרטורה קבועה, מחזור אור: אפל ולחות, תלוי בהעדפות של המין הבדיקה.
    הערה: תנאי הסביבה המועדפת ישתנה בהתאם האקולוגיה מקורית של המין שנבחרו לצורך המחקר. לדוגמה, הוא יליד אפריקה לסהרה27 melanogaster ד , ו נשמר בדרך כלל ב- 25 ° C, 12:12 בהירה: כהה מחזור, ו כ 60% לחות16,18,19,20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 28 , 29 , 30. מצד שני, מונטנה ד טווח משתרע לאורך מרבית בקנדה ובארצות הברית במערב התיכון, הרבה יותר קר אזור; לכן, מונטנה ד נשמר בדרך כלל ב 19 – 20 ° C, ולעיתים משטר אור 24 שעות ביממה כדי לדמות את התנאים במהלך עונת ההזדווגות31. לקבלת תיאור מפורט יותר של טווחים גיאוגרפיים של מינים שונים של זבוב החומץ, ראה את אתר האינטרנט של היווצרות המינים דפוסי דרוזופילה 32.
  2. להשיג מינים דרוזופילה מועדף ו/או קו המפגרים ממרכז גם מניות (ראה טבלה של חומרים), מעבדת המחקר עוד על אוכלוסיות גנטית משתנה בקשה או לאסוף פראי, מן השדה.
    הערה: השלבים הבאים מסבירים את השיטות כדי לאסוף את אוכלוסיות פרא, גנטית משתנה של דרוזופילה לשמור במעבדות מחקר. שיטות אלה שונו Markow ואו'גרידי33 , וורנר ו- Jaenike34 כדי לאסוף את המגוון הרחב ביותר של מינים בבת אחת, ולא יעד למין מסוים עם פיתיון מקור אחד.
    1. להקפיא חצי תריסר בננות בשלות במקפיא למשך הלילה, להפשיר לפני הגדרת מלכודות פיתיון.
    2. הכן מספר 1 – 2 L בקבוקי פלסטיק על ידי חיתוך חתך בצורת u בחזית הבקבוק כדי לאפשר זבובים להיות בשבי הפיתיון בקבוק, לא לברוח. כובע של בקבוקי פלסטיק עם פקקים שלהם אז הזבובים לא בורחים דרך עפעפיו.
    3. הוסף את הבננה defrosted לתחתית של הבקבוקים כך התחתון של הבקבוקים מכיל כ אחד אינץ של בננה. מניחים פרוסת עגבניה בשלה בבקבוק. להוסיף של slurry שמרים (שמרים שאריות מתהליך להכנת בירה) הבננה בתחתית הבקבוק כך הבננה מקבל לטבול את slurry שמרים.
    4. הוסף מקלות עץ (בתנוחה אנכית זקופה) של הבקבוק אז הזבובים יש מצע נקי ללכת על שמרים slurry ובננה.
      איור 1 מדגימה את המוצר הסופי של שיטות אלה.
    5. חכה פיתיון בקבוקים בעצים למשך הלילה ולבדוק שכל וביופסיה הפה 24h. יעוף בקבוקים, בנפרד למקם את הנקבות בקבוקונים בינונית כדי ליצור שורות iso-אישה.
      הערה: נקבה ריבוי קווים יכולים להיווצר, עם זאת, רק אם הנשים. של המין כל ניתן לזהות בבירור. בנוסף, זבובים בתוך הסוג תסיסנית לכבוש נישות אקולוגיות שונות, יהיו דרישות תזונתיות שונות בהתאם האלה נישות (ורנר, Jaenike34); ראה ורנר Jaenike34 עבור המלצות תזונה ומתכונים מזון.
    6. לבחון למבוגרים F1 אופספרינג תחת המיקרוסקופ לנתיחה לזהות המינים של שנאספו דרוזופילה (ראה Markow ואו'גרידי33 וורנר, Jaenike34 לסיוע בזיהוי מינים שונים ).

Figure 1
איור 1 : הייצוג התמונתי של מלכודות, פיתיון המשמש לאיסוף אוכלוסיות פרא של דרוזופילה בשדה. (א) לטוס מלכודות סט באתר שדה מקומי בקולורדו. (B) מבט קרוב יותר על הזבוב מלכודות סט באתר שדה זה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. לשמור על הנקבה iso או קווי רב הנשי חממה שבשליטת לסביבה או חדר עם טמפרטורה קבועה, מחזור אור: כהה, ולחות. כדי לעשות זאת, הבית זבובים בקבוקונים או בקבוקי העדיפו בינוני ולאפשר הנקבות gravid להטיל ביצים במדיום. לפקח על הבקבוקונים לנוכחות של הזחלים, הגלמים.
    הערה: זבובים בתוך הסוג תסיסנית לכבוש נישות אקולוגיות שונות, יהיו דרישות תזונתיות שונות והעדפות והאביוטיים סביבתיים בהתאם33,האלה נישות34. העדפות סביבתיים, המלצות תזונתיות (וגם להוראות נוספות על גידול לעוף) ניתן למצוא אלג'ין ומילר28, שאפר ואח. 29, ארגזים, אבירי30, Markow ואו'גרידי33ו- ורנר, Jaenike34. אם משתמש שניצודו מינים, תנאים סביבתיים מקומיים ניתן ניתן לדמות ב וייצג עד ניתן לזהות את המין.
  2. העברת מניות בתדירות גבוהה כדי בינוני טרי, השמטת הבקבוקונים הישנה, כדי לשמור על קווים בריא ולהימנע מלהידבק קרדית.
    הערה: תדירות העברת יהיה תלוי מחזור החיים של המין האנושי. לדוגמה, העברת דרוזופילה melanogaster כל שבועיים כדי בינוני טרי. למידע נוסף על שמירה על קווי במעבדה, ראה רנד ואח. 16, אלג'ין ומילר28, שאפר ואח... 29, ארגזים, אבירי30, גרינשפן35ו המדעים מסד נתונים36.

2. אחורי דרוזופילה במדיום מזוהמים

הערה: אם בדיקות דרוזופילה במעבדה בפעם הראשונה או עם contaminant(s) חדש, לזהות מנה קטלנית (ראה קסטנדה. et al. 37 ו מאסי. et al. 38 עבור שיטות) ו ld 50 (ראה קסטנדה et al. 37 ו חגית מזרחי ואח. 39 עבור שיטות) הראשון. לאחר מכן, הפעל עקומת מנה-תגובה לזיהוי ריכוזים רלוונטי מבחינה ביולוגית לפלט פנוטיפי הרצוי; ראה הירש ואח. 19 , ג'ואו ואח. 40 עבור שיטות.

  1. להכין מלאי פתרונות של המדיום מזוהמים-concentration(s) הרצויה, בהתאם הכימיה של החומר.
    הערה: לדוגמה, להכין מלאי פתרונות של PbAc: להכין מלאי פתרונות של מדיום עופרת אצטט (PbAc) על-ידי הוספת מזהם מים מזוקקים (dH20) עד בינוני עם מזהם מים מגיע הריכוז הרצויה. לדוגמה, פתרון מניות של מיקרומטר 1,000 PbAc, ניתן להכין על ידי הוספת PbAc dH20 עד שהוא מגיע מיקרומטר 1,000 PbAc. יתר על כן, לדלל את הפתרון מניות (למשל 1,000 פתרון PbAc של מיקרומטר) לריכוז הרצוי (כגון מיקרומטר 500 PbAc) ולתחזק פתרונות אלו כמו גם מניות.
  2. להכין בינוני, הנחיות היצרן הבא כדי לשמש אמצעי שליטה. להכין נוספים בינוני, הנחיות היצרן הבא; עם זאת, תוספת הכינו מזהם פתרון dH20.
    הערה: לדוגמה, אם משתמש ברגע דרוזופילה בינונית, להוסיף בערך כפית אחת בינונית מיידית בקבוקון פלסטיק. להוסיף כ 5-5.5 mL dH20 המדיום. מפזרים כמה גרגרי בשידור חי בייקר של שמרים להכין שליטה בינונית. כדי להכין בינוני ניסיוני, תוספת הפתרון מניות (כגון מיקרומטר 500 PbAc) עבור dH20.
  3. העברה reproductively קיימא בוגרים זכרים ונקבות של אוכלוסיות מניות לתוך הפקד, המדיום ניסיוני.
    הערה: וגיחתו שלאחר זמן לפדיון הרבייה שונה בין המינים דרוזופילה 41.
    1. טפח בעדינות את בקבוקון זבובים מניות למטה עם היד הדומיננטית. ודא כי הזבובים העבר באופן אוטומטי לתחתית המבחנה. עם היד השנייה, הסירי את הפקק של הבקבוקון בעת ההקשה המבחנה והצב בקבוקון טריים של פקד או בינוני מזוהמים על-גבי המבחנה עם הזבובים. להחזיק את הבקבוקונים ביחד, להעיף אותם, בעדינות הקשה, כך הזבובים באופן אוטומטי מועברים למבחנה טריים של פקד או בינוני מזוהמים. בעת ההקשה עדיין את המבחנה עם הזבובים, וחוץ את המבחנה.
    2. חזור עם בקבוקים יותר, מוודא לתקנן את המספר של זבובים בכל מבחנה.
      הערה: המספר הכולל של מבוגרים מועברים באמצעות העברת יחיד או ההרדמה תלוי בגודל של הבקבוקונים המשמש כדי למנוע צפיפות יתר.
    3. דגירה מבוגרים בתנאי תקן סביבתי (קרי אינקובטור) ולאפשר המבוגרים להזדווג ולהטיל ביצים במדיום עבור h 24 – 96.
    4. לאחר 24 – 96 h, למחוק מבוגרים בחדר המתים (בקבוקון מלא עם שמן מינרלי, כתרים עם משפך ההדוקות) משאיר מאחור מופרית ביצים (אשר מאוחר יותר יהפכו הנושאים ניסיוני) להבשיל לבדיקה. מקם את הבקבוקונים בחממה כדי לאפשר את הביצים לפתח.
    5. נטר את הבקבוקונים עבור הזחלים נודדים-לחלל וחיפש הזחלים הנובעות המדיום.

3. לאסוף את הנושאים ניסיוני בשלבים התפתחותיים שונים

הערה: נושאים ניסיוני אפשר לאסוף בכל שלב התפתחותי, להציב עיוור מקודד 15-mL חרוט הצינורות, ונבדק הצטברות. שיטות לבדיקת ההצטברות של מזהמים יהיה תלוי הזיהום נחקר. לדוגמה, הצטברות של PbAc יכול להיבדק באמצעות ספקטרומטריית Inductively-Coupled פלזמה (ICP-MS)42. בנוסף, הנבדקים ניסיוני אפשר לאסוף בכל שלב התפתחותי להיבדק למגוון רחב של תופעות פנוטיפי של מזהמים. איור 2 מדגים את מחזור החיים של דרוזופילה 43. איור 3 ממחיש את נסיוני חשיפה, בשלבים התפתחותיים שונים עבור אוסף.

Figure 2
איור 2 : סקירה הרעיוני של מחזור החיים של melanogaster ד (הנפוץ ביותר דרוזופילה מודל מערכת). שלבי מחזור החיים דרוזופילה הם: 1) ביצה, זחל 2) הראשון-לחלל, זחל 3) השני-לחלל, זחל 4) השלישי-לחלל, 5) משוטט השלישי-לחלל זחל, גולם 6) white-eye, 7) עיניים אדומות גולם, מבוגר 8) לאחרונה-eclosed ומבוגר בוגר 9). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3 : מושגי סקירה של שיטות אורלית לחשוף דרוזופילה מזוהמים במדיום הורים (F0) וגם הדורות הבאים (F1 ואילך). (א) שיטות חשיפה אוראלי במהלך התפתחות דור החשוף. (B) שיטות כדי לבדוק את העברת מזהמים לצאצאים (F1 לדור הרצוי). דמות זו שונתה מ פיטרסון. et al. 24 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. לאסוף את הזחלים נודדים-third לחלל
    1. בניטור בקבוקונים כאשר האורות להפוך את חממה, כאשר הזחלים מגיחים המדיום ולעבור כלפי מעלה בצד המבחנה בתוך שעה לאחר נכבים בחממה. בתוך זה h, להסיר את הזחלים נודדים-third לחלל הצדדים של המיכל בזהירות באמצעות מקל עץ או פינצטה.
      הערה: המספר של הזחלים לאיסוף, תלוי מספר הביצים זיון "2.3.4".
    2. כדי להסיר עודפי בינוני הזחלים, למקם את הזחלים חבית קטנה ב- dH2O. לשפוך dH2O מתוך כשהספל ומניחים הזחלים על מגב המשימה העדינה. באמצעות מגב של המשימה העדינה, להסיר בעדינות את עודף dH2O הזחלים.
    3. לשמור על אוכלוסיות ניסיוני באינקובטור שבשליטת לסביבה.
  2. לאסוף לאחרונה eclosed מבוגרים
    1. צג vials וגיחתו על ידי התבוננות מוספים הגלמים לאורך צדי הבקבוקונים.
      הערה: גלמי יהיה להכהות במהלך הפיתוח. הזמן התפתחותית, במיוחד טרום וגיחתו תלוי המינים שנבדקו.
    2. כאשר המבוגרים הראשון מתחיל eclose, לזרוק וזורקים מבוגרים אלה לחדר-מתים המכיל שמן מינרלי.
    3. כאשר האורות להפעיל בחממה למחרת בבוקר, לזרוק וזורקים מבוגרים גיל לא ידוע (או הבתולים) שעשויה להיות eclosed במשך הלילה או במהלך האורות morningbefore על.
    4. כ 4 שעות לאחר מכן, עזים ומתנגד מבוגרים שעלו כמבוגרים לאחרונה eclosed עם רובה2 CO הבקבוקונים. במקום מבוגרים על צלחת2 CO תחת מיקרוסקופ לנתיחה. סקס מבוגרים על ידי מחפש סקס קומבס-forelimbs של גברים ו ovipositors נשים.
      הערה: melanogaster ד יש לאסוף בתוך 6 שעות של וגיחתו כדי להימנע ההזדווגות אבל מינים אחרים ייתכן שיהיה יותר התפתחותית פעמים (, לכן, לא צריך להיות שנאספו במסגרת זמן זו).
    5. מבוגרים נפרד בצלחת2 CO באמצעות מקל עץ. בעדינות העבר מבוגרים בקבוצות מין ספציפי באמצעות מקל עץ את ההיסטוריה הקיימת מראש תואמות בינוני.
  3. לאסוף פוסט-וגיחתו מבוגרים
    1. לאפשר מבוגרים להישאר על בינוני תואמות וגיחתו קדם חשיפה משלב הביצה וגיחתו שלאחר גיל הרצוי בתוך אינקובטור שבשליטת לסביבה.
    2. ביחידים העברה מבוגרים אמצעי הבקרה עבור 24 שעןת לפני בדיקות כדי לאפשר מבוגרים החתן בינוני מזוהמים עודף חופש גופותיהם.

4. נושאים ניסוי כדי לבדוק את ההשפעות של Multigenerational או חשיפה Transgenerational אחורי.

  1. נמצאת מאחור הדור הורים (ידוע גם P0 או F0 דורות) להעביר מבוגרים אוכלוסיות מניות שליטה, המדיום ניסיוני ביצוע השלבים הבאים ב "2.1" "2.3" ו- "3.1" עד "3.3".
  2. כאשר המבוגרים הם reproductively בוגרת (ראה Pitnick et al. 41), ביחידים העברה (כאמור 2.3.1) בקבוקון אחד של הזכרים כדי בקבוקון טריים של פקד או בינוני ניסיוני. ביחידים העברה בקבוקון אחד של נקבות טריים למבחנה המכילה עכשיו זכרים. לאפשר למבוגרים חבר, להטיל ביצים במדיום ה 24-96 Dump ביטול מבוגרים לחדר-מתים המכיל שמן מינרלי, מחדש דגירה בקבוקונים כדי לאפשר הצאצאים לפתח.
  3. חזור על שלבים 4.1 דרך 4.2 בהתאם למספר דורות הרצוי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

מאת אורלית שחשף דרוזופילה contaminant(s) במהלך פיתוח, שאלות רעילות שונים יכול להיבדק על ידי חשיפת דרוזופילה ברמות שונות של הארגון הביולוגי. סעיף זה מציג נציג התוצאות המתקבלות באמצעות פרוטוקול זה מאמרים שפורסמו בעבר23,24. בפרט, פרוטוקול זה שימש בעבר כדי להעריך את הצטברות, חיסול ואת פחמיות של עופרת (Pb) בתוך הדור באותה חשיפה ועל -פני הדור הראשון של הצאצאים23; ללמוד את ההשלכה של הצטברות על חבר הבחירה24.

טבלה 1 ו- 4 איור הצג תוצאות נציג שהושג באמצעות פרוטוקול זה כדי לקבוע את הצטברות ואת חיסול של Pb ב F0 והן F1 דורות.

טבלה 1 מציגה את התוצאות נציג מעידה על ההצטברות של Pb כאשר הם נחשפים תוך דור (במינונים שונים: 0 10, 40, 50, 75, 100, 250, 500 מיקרומטר PbAc) הדגימות שנבדקו בשלבים התפתחותיים מרובים (נודדים הזחלים השלישי-לחלל, המקרים הגולמי, שזה עתה eclosed מבוגרים, ואני בוגר נקבות וזכרים) בפיטרסון ואח. 23 דגימות נאספו בשלבים התפתחותיים שונים, קפוא ב-20 ° C, מטופלים עם חומצה חנקתית, מימן על-חמצני, ונבדק Pb באמצעות ICP-MS23,42.

מינון (PbAc מיקרומטר) זחל המקרים הגולמי לאחרונה Eclosed מבוגרים נשים בוגרות בוגרות הזכרים הבוגרים בוגרת
0 0.009 ± 0.001 0.099 ± 0.02 0.04 ± 0.005 0.069 ± 0.031 0.0015 ± 0.003
10 0.42 ± 0.025 0.46 ± 0.03 0.12 ± 0.009 0.12 ± 0.012 0.056 ± 0.008
40 7.5 ± 0.67
50 5.2 ± 0.71 2.77 ± 0.30 1.11 ± 0.14
75 14 ± 1.06
100 12 ± 0.95 4.7 ± 0.38 3.36 ± 0.58 1.20 ± 0.63 1.24 ± 0.46
250 89 ± 8.49 25.06 ± 4.72 5.46 ± 0.75
500 271 ± 41.01 334.30 ± 39.43 8.44 ± 0.84 46.50 ± 14.72 14.43 ± 1.83

טבלה 1: אומר המון Pb (ng/הפרט) במקצועות Melanogaster ד במהלך הפיתוח לאחר חשיפה אוראלי Pb משלב הביצה כדי לבדוק את הבמה. אמצעים (ng/טוס) ± לשגיאה הסטנדרטית של ממוצע המוצגת (n = 8 זחל, n = 3 גדלו שליטה מבוגרים, n = 3 מבוגרים גדלו-Pb). פראי סוג melanogaster ד שמשקל בפקד או עופרת בינוני (0, 10, 40, 50, 75, 100, 250 או 500 מיקרומטר PbAc) משלב הביצה ועד בשלבים שונים של פיתוח. דוגמאות היו נאספים ונבדק הצטברות Pb באמצעות ICP-גב'42 שטבלה זו שונתה מ פיטרסון ואח. 23

איור 4, הדור הורים (F0) נחשף Pb מכל שלבי הביצה לבגרות, הזדווגו אמצעי שליטה, ואת הדור הראשון של הצאצאים (F1) שמשקל שליטה בינונית עד לבגרות24. שיטות לזיהוי Pb הצטברות ולמניעת היו הדומה פיטרסון ואח. 23. תוצאות הניסוי הזה מציינים כי חשיפה הורים לא מועבר הדור הראשון של צאצאים בוגרים24. לכן, משתמש פרוטוקול זה, אפשרי לבחון תגובות מסתגלת סולמות אבולוציוניים שונים, כמו גם תופעות transgenerational של F0 חשיפה. תוצאות דומות נמצאו פיטרסון ואח. 23

Figure 4
איור 4: ההצטברות Pb Melanogaster ד (א) הורים (F0) ו- (ב) סמויה הצאצאים (F1). ברים (א) ו- (ב) מראים ממוצע (ng/מבוגר) ±SEM. גודל מדגם המוצג לעיל ברים (א) ו- (B). = p < 0.001. (א) F0 מבוגרים נחשפו אורלית מיקרומטר 250 PbAc באמצעות פרוטוקול זה משלב הביצה עד גיל 5 d פוסט-וגיחתו ומאופקים גיל 6 ימים שלאחר וגיחתו (לאחר 24 שעות depuration) כדי לבדוק אם הצטברות Pb באמצעות ICP-גב'42(B) F0 מבוגרים היו הזדווגו בתוך טיפול בקרה בינוני. שלא נחשפו F1 הצאצאים היו מופשטים ומנותחים בינוני בקרה משלב הביצה עד לבגרות (באמצעות פרוטוקול זה) ובדק עבור הצטברות Pb באמצעות ICP-MS. ב (B): "CF + ס"מ"= F1 מבוגרים עם ההורים גדלו אמצעי שליטה,"CF + PbM"= F1 מבוגרים עם האבות מופשטים ומנותחים בינוני לדלק נטול עופרת,"PbF + ס מ"= F1 מבוגרים עם האמהות מופשטים ומנותחים בינוני לדלק נטול עופרת,"PbF + PbM"= F1 מבוגרים עם ההורים מופשטים ומנותחים בינוני לדלק נטול עופרת. דמות זו שונתה מ פיטרסון. et al. 24 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. 

התוצאות שהוצגו טבלה 1 ו- 4 איור מציינים כי דרוזופילה מצטברת בקלות Pb-מינונים שונים, בשלבים התפתחותיים, סולמות אבולוציוניים תוך שימוש בפרוטוקול זה. לכן, הדבר מעיד על היעילות של הפרוטוקול לחשוף melanogaster ד מזהם בעל פה.

איור 5, הפרוטוקול המתואר כאן היה בשימוש על ידי פיטרסון. et al. 24 כדי לבחון את ההשפעה של חשיפה Pb התפתחותית על חבר העדפה. נושאים ניסיוני שמשקל משלב הביצה עד לבגרות בפקד או עופרת בינונית משלב הביצה עד לבגרות ונבדק על העדפה חבר לאחר 24 שעות של depuration. פיטרסון ואח. 24 מצא כי נשים חשופות-Pb מעדיפים הזדווגה עם זכרים החשופים Pb כאשר ניתנת האפשרות של שליטה או הזכר חשוף Pb. תוצאות אלה הן נציג דוגמה ליישום פרוטוקול לבחון את הפלט פנוטיפי.

Figure 5
איור 5: חבר להעדיף זכרים ונקבות חשופות מיקרומטר 250 – שלב PbAc מביצה לבגרות- ברים (א), (B), ו- (ג) להציג אחוז רשע (%) ההזדווגות ± הצלחה (60 דקות) ב- SEM. * * * = p < 0.001. * = p < 0.05. נושאים ניסיוני ב (א), (ב) ו- (ג) נחשפו לפקד או עופרת בינוני (מיקרומטר 250 PbAc) מן הביצה שלבים לבגרות בשלה ונבדק ההבדלים בבחירת חבר. (א) נקבה העדפה או זכרים גדלו שליטה או חמאת בוטנים (כלומר שני-בחירה מבחן). גודל מדגם היו: N = 126 נקבות גדלו שליטה ונקבות גדלו-Pb 137. (B) העדפה זכרים לנקבות שליטה - ו Pb-גדלו (כלומר שני-בחירה מבחן). היו גדלים דוגמאות: N = 59 גדלו שליטה זכרים ו- N = 64 גדלו-Pb זכרים. (ג) חבר להעדיף הן הזכרים והן הנקבות כאשר ביחידים יחד עם שותף אחד או חשיפה (קרי לא-הבחירה בדיקות). ב (ג): "CF + ס מ" = אחד גדלו שליטה נשית לזווג עם זכר אחד גדלו-בקרה (N = 85 זוגות), "CF + PbM" = אחד גדלו שליטה נשית לזווג עם זכר אחד גדלו-Pb (N = 79 זוגות), "PbF + ס מ" = אחד נקבה Pb-גדלו יחד עם זכר אחד גדלו שליטה (N = 91 זוגות), "PbF + PbM"= נקבה אחת גדלו-Pb + זכר אחד גדלו-Pb (N = 98 זוגות). דמות זו שונתה מ פיטרסון. et al. 24. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

דרוזופילה melanogaster הוקם כמודל עוצמה עבור מגוון רחב של תהליכים ביולוגיים עקב השימור נרחב של גנים מסלולים בין13, melanogaster ד . ובני14. מאותן סיבות שזה מודל רב עוצמה עבור מדע הרפואה, דרוזופילה התפתחה מערכת מודל מתאים לחקור את ההשפעה של זיהום אנתרופוגניים על מגוון של נקודות קצה רעילות. מספר מעבדות בהצלחה משתמש melanogaster ד כמערכת מודל ללמוד מגוון של חומרים, כולל מתכות כבדות11,16,18–25,37 ,38,39,40,44,45, אתנול46, חלקיקים26,47, הדברה48 , ו ממיסים49. למרות המאמצים האחרונים כדי לנצל דרוזופילה כמודל רעלים, את השימוש בו כמערכת מודל לענות על השאלות רעילות אינספור הוא עדיין בחיתוליו. אולם, בהתחשב שלה שימוש נרחב כמודל עבור נקודות קצה הקשורות מבחינה רפואית, כמו גם השימוש בו באופן אקולוגי50 ו לימודי האבולוציה17, הפוטנציאל כמערכת מודל רעילות הוא עצום.

כאן, אנו מציגים שיטות לגידול מינים שונים בתוך הסוג דרוזופילה באמצעי מזוהמים לבדיקת רעילות נקודות קצה שונים. אמנם צורות אחרות של חשיפה אפשרית באמצעות דרוזופילה כמודל (למשל שאיפת וחשיפה עורי), פרוטוקול זה מתמקד צריכת אוראלי מזהמים אשר יש צורך מזהמים זה יהיה באופן טבעי (בלע כמו דרך שרשרת המזון). שיטות אלה יכולים להכיל את השימוש מספר מינים דרוזופילה וכן מזהמים. אוכלוסיות פרא, גנטית משתנה של דרוזופילה יכול גם להיות שנאספו בשטח ומתוחזק במעבדות מחקר. ישנן אפשרויות רבות של מלכודות, פיתיונות שניתן להשתמש בהם, תלוי בהעדפות המזון מינים; עבור שדה מדריכים על אוסף שדה, עיין Markow ואו'גרידי33 ורנר, Jaenike34. בנוסף, השיטות אפשר לשנות, כדי לקבוע את ההשפעה של חשיפה התפתחותית בתקופות שונות התפתחותית קריטי ומאפשר בדיקה multigenerational לטווח ארוך של חשיפה מזהם.

השלבים הקריטיים של שיטות אלו כוללים: (1) שמירה על טוס מניות בתנאים שבשליטת לסביבה, (2) הימנעות צפיפות היתר של אוכלוסיות זבוב, (3) דילול החומר מבחן על פי התכונות הכימיות שלו ובחירת (4) ריכוזי החומר מבחן רלוונטי מבחינה ביולוגית. שמירה על מניות חממות מוסדר לסביבה (או חדר קטן) מבטיחה כי וריאציות נוספות ותנאי הסביבה לא וחיסול תוצאות. בנוסף, שינויים עונתיים בהתנהגות בעבר נמצאו51 והזן מספר מינים דרוזופילה תרדמה ואסטרטגיה מעל החורף52. שנית, זחל צפיפות יתר יכול להיות השלכות ארוכות טווח על פיתוח30הגוף למבוגרים גודל30, אריכות ימים53. בנוסף, דילול של החומר הוא צעד חיוני כדי להבטיח כי הזיהום זמין ביולוגית עבור דרוזופילה לצבור את הזיהום. לדוגמה, PbAc התפרקה ב dH2O23,24,25, ואילו כימיקלים אחרים ייתכן שיהיה צורך להיות מומס במים מלוחים או אתנול. בחירת רלוונטי מבחינה ביולוגית ריכוזי הזיהום יכול להשפיע על הכיוון של התוצאות; לדוגמה, במינון נמוך של PbAc להגדיל את הנקבות מספר רשע להזדווג עם הזכרים (במרחק של 20 דקות), ואילו מינונים גבוהים יותר להראות יתקצר משמעותית במספר אכזרי של נקבות להזדווגות19. כדי לזהות ריכוזי החומר מבחן רלוונטי מבחינה ביולוגית, הקוראים לשקול הפעלת מחקרים ראשוניים כדי לקבוע את מינון קטלני ואת LD50 כדי לקבוע במינונים המתאימים לבצע עקומת מנה-תגובה. על ידי ביצוע עיקול מנה-תגובה כדי לבדוק את טווח ריכוזים על נקודת קצה של מסוים, הקוראים יכולים לאתר מינונים שהם "מועילים" או "מסוכנים" ליחידים או אוכלוסיות לבדיקה נוספת.

פרוטוקול זה מספק שדרה כדי לקבוע: 1) הגומלין של רמות מרובות הביולוגי של הארגון כושר ונקודות קצה רעילות; 2) את התפקיד של גורמים התפתחותיים מתהווים; 3) נקודות קצה מבחינה אקולוגית-חשוב; 4) חשוב מבחינה רפואית-נקודות הקצה; 5) מספר איך לחצים אינטראקציה לייצר תוצאות; ו- 6) ההשפעה של חשיפה ארוכת טווח שעולה דורות. כדי להדגים את היעילות של פרוטוקול זה, ראיות סופק המציין כי אנשים שנחשפו במהלך פיתוח לצבור Pb (טבלה 1)23,24. בנוסף, נציג התוצאות מראות כי פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לבחון את ההשלכות של חשיפה על נקודות קצה אקולוגי-חשוב (למשל., ההשפעה של חשיפה התפתחותית Pb ב- mate הבחירה24). בנוסף, אחרים צריך לבדוק את ההשפעות של מזהמים על מספר רמות ביולוגיות של הארגון (כולל פיזיולוגיים18,21,22 ו פנוטיפי-רמות גנטי20,19 , 23 , 24 , 25), הקצה חשוב מבחינה רפואית18,20,21,22,23, ו לטווח ארוך תופעות multigenerational23,24 25, ,54. בנוסף, נתונים ראשוני עולה כי חשיפה Pb התפתחותית המניע transgenerational השפעות epigenetic על פוריות ב melanogaster ד54. הגבלה חשובה של פרוטוקול זה הוא השימוש של פרוטוקול זה עם דרוזופילה הוא בחיתוליו. לכן, ישנם פרסומים מוגבל18,19,20,21,22,23,24,25 לכתובת הפוטנציאל של הפרוטוקול לענות על שאלות רעילות נוספים, כגון התפקיד של פיתוח, גורמים מתהווה, הקצה אקולוגי-חשוב נוסף, מספר לחצים השלכות אבולוציונית של חשיפה.

באמצעות פרוטוקול זה, הקוראים תוכל לבדוק מזהמים כי באופן טבעי בלע בשיטות רלוונטי מבחינה ביולוגית. האכלה נוזלי רציפה, שפותחה על ידי סוארש ואח. 55 היא גישה חלופית עבור בליעה דרך הפה, במיוחד עבור ההדברה. האכלה נוזלי רציפה זאת, מתאים למבוגרים בליעה של מזהמים נוזלי וישימים לא מזהמים שבו יחידים עשויים להיות חשופים וגיחתו מראש. זה חשוב במיוחד בהתחשב הפוטנציאל עבור תקופות קריטיות בהתפתחות לחשיפה. מחקרים קודמים הראו תקופה קריטית עבור Pb חשיפה23. לכן, דרוזופילה צריך להיחשף במהלך פיתוח כדי למנוע חיסול פעיל פוטנציאלי של מזהמים על-ידי דרוזופילה לפני בדיקות עד תקופות קריטיות יכול להיקבע.

לסיכום, סיפקנו פרוטוקול לחשוף אורלית דרוזופילה מזהמים. בעזרת המערכת פרוטוקול ומודל toxicologists ניתן לשוות לקראת גישות מוסריות לא פולשנית לניסויים בבעלי חיים ובאבטחה בו זמנית בצורה הוליסטית להבנת השפעת מזהמים8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

פרסום זה נתמך על ידי מענק של משרד החינוך (PR פרס # 17-P031C160025, כותרת פרוייקט: 84.031 C) לקהילות קולורדו סטייט-פואבלו (CSU-Pueblo) כדי לבנות גזע פעיל האירוסין (C-בסיס). אנו מודים זואולוגיה הנוכחי ופרסמה Elsevier למתן זכות שימוש בו את התוצאות נציג עבודות קודמות, כמו גם העורכים של יופיטר סיפק לנו ההזדמנות לפרסם פרוטוקול זה. כן נרצה להודות C-בסיס התוכנית, ד ר בריאן סטאש מציע (C-בסיס, המחלקה לביולוגיה, CSU-Pueblo), הפקולטה לביולוגיה CSU-פואבלו, תומאס דה גרציאנו Graziano ד ר ברנרד Possidente (המחלקה לביולוגיה, סקידמור המכללה), ד ר קלייר וריאן ראמוס (החוג לביולוגיה, אוניברסיטת מדינת קולורדו-Pueblo) על תמיכתם סיוע.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Carolina Biological Instant Drosophila Medium Formula 4-24 Carolina Biological 173204
Drosophila vials, Narrow (PS), Polystyrene, Superbulk, 1000 vials/unit Genessee Scientific 32-116SB Used to store flies
Flugs Closures for vials and bottles, Narrow plastic vials Genessee Scientific 49-102 Used to store flies
Cardboard trays, trays only, narrow Genessee Scientific 32-124 Used to organize populations of flies
Cardboard trays, dividers only, narrow Genessee Scientific 32-126 Used to organize populations of flies
Thermo Scientific Nalgene Square Wide-Mouth HDPE Bottles with Closure Fischer Scientific 03-312D Useful for storage of contaminants
Thermo Scientific Nalgene Color-Coded LDPE Wash Bottles Fischer Scientific 03-409-17C Useful for storage of contaminants
Eppendorf Repeater M4 Manual Handheld Pipette Dispenser Fischer Scientific 14-287-150 Used to prepare medium
Combitips Advanced Pipetter Tips - Standard, Eppendorf Quality Tips Fischer Scientific 13-683-708 Used to prepare medium
Flypad, Standard Size (8.1 X 11.6cm) Genessee Scientific 59-114 Used to anesthetize flies
Flystuff foot valve Genessee Scientific 59-121 Used to anesthetize flies
Tubing, green (1 continguous foot/unit) Genessee Scientific 59-124G Used to anesthetize flies
Mineral Oil, Light, White, High Purity Grade, 500 mL HDPE Bottle VWR 97064-130 Used to make a morgue
Glass Erlenmeyer Flask Set - 3 Sizes - 50, 150 and 250ml, Karter Scientific 214U2 Walmart Not applicable Used to make a morgue
BGSET5 Glass Beaker Set Of 5 Walmart
Inbred or wildtype line of Drosophila Bloomington Drosophila Stock Center at Indiana University https://bdsc.indiana.edu
Wild popultions of Drosophila UC San Diego Drosophila Stock Center https://stockcenter.ucsd.edu/info/welcome.php

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Postel, S. Defusing the Toxics Threat: Controlling Pesticides and Industrial Waste. , Worldwatch Institute. Washington, DC. (1987).
  2. Vitousek, P. M., Mooney, H. A., Lubchenco, J., Melillo, J. M. Human domination of earth's ecosystems. Science. 277, 494-499 (1997).
  3. United Nations Environment Program (UNEP). Saving Our Planet: Challenges and Hopes. , UNEP. Nairobi. (1992).
  4. Hansen, L. J., Johnson, M. L. Conservation and toxicology: Integrating the disciplines. Conservation Biology. 13, 1225-1227 (1999).
  5. Johnston, E. L., Mayer-Pinto, M., Crowe, T. P. REVIEW: Chemical contaminant effects on marine ecosystem functioning. Journal of Applied Ecology. 52, 140-149 (2015).
  6. Dell'Omo, G. Behavioral ecotoxicology. , John Wiley & Sons, LTD. West. Sussex, UK. (2002).
  7. Clotfelter, E. D., Bell, A. M., Levering, K. R. The role of animal behaviour in the study of endocrine-disrupting chemicals. Animal Behaviour. 68, 665-676 (2004).
  8. Peterson, E. K., Buchwalter, D. B., Kerby, J. L., LeFauve, M. K., Varian-Ramos, C. W., Swaddle, J. P. Integrative behavioral ecotoxicology: bringing together fields to establish new insight to behavioral ecology, toxicology, and conservation. Current Zoology. 63, 185-194 (2017).
  9. Scott, G. R., Sloman, K. A. The effects of environmental pollutants on complex fish behaviour: Integrating behavioural and physiological indicators of toxicity. Aquatic Toxicology. 68, 369-392 (2004).
  10. Zala, S. M., Penn, D. J. Abnormal behaviors induced by chemical pollution: A review of the evidence and new challenges. Animal Behaviour. 68, 649-664 (2004).
  11. Abolaji, A. O., Kamdem, J. P., Farombi, E. O., Rocha, J. B. T. Drosophila melanogaster as a promising model organism in toxicological studies. Archives of Basic & Applied Medicine. 1, 33-38 (2013).
  12. Jennings, B. H. Drosophila-a versatile model in biology and medicine. Materials Today. 14, 190-195 (2011).
  13. Pandey, U. B., Nichols, C. D. Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery. Pharmacology Reviews. 63, 411-436 (2011).
  14. Rubin, G. M., et al. Comparative genomics of the eukaryotes. Science. 287, 2204-2215 (2000).
  15. Rand, M. D. Drosophotoxicology: The growing potential for Drosophila in neurotoxicology. Neurotoxicol Teratol. 32, 74 (2010).
  16. Rand, M. D., Montgomery, S. L., Prince, L., Vorojeikina, D. Developmental toxicity assays using the Drosophila model. Current Protocols in Toxicology. 59, 1.12.1-1.12.20 (2015).
  17. Burke, M. K., Rose, M. R. Experimental evolution with Drosophila. American Journal of Physiology: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 296, R1847-R1854 (2009).
  18. He, T., Hirsch, H. V. B., Ruden, D. M., Lnenicka, G. A. Chronic lead exposure alters presynaptic calcium regulation and synaptic facilitation in Drosophila larvae. NeuroToxicology. 30, 777-784 (2009).
  19. Hirsch, H. V., et al. Behavioral effects of chronic exposure to low levels of lead in Drosophila melanogaster. NeuroToxicology. 24, 435-442 (2003).
  20. Hirsch, H. V. B., et al. Variations at a quantitative trait locus (QTL) affect development of behavior in lead-exposed Drosophila melanogaster. NeuroToxicology. 30, 305-311 (2009).
  21. Morley, E. J., Hirsch, H. V. B., Hollocher, K., Lnenicka, G. A. Effects of chronic lead exposure on the neuromuscular junction in Drosophila larvae. NeuroToxicology. 24, 35-41 (2003).
  22. Ruden, D. M., et al. Genetical toxicologenomics in Drosophila identifies master- modulatory loci that are regulated by developmental exposure to lead. NeuroToxicology. 30, 898-914 (2009).
  23. Peterson, E. K., et al. Accumulation, elimination, sequestration, and genetic variation of lead (Pb2+) loads within and between generations of Drosophila melanogaster. Chemosphere. 181, 368-375 (2017).
  24. Peterson, E. K., et al. Asymmetrical positive assortative mating induced by developmental lead (Pb2+) exposure in a model system, Drosophila melanogaster. Current Zoology. 63, 195-203 (2017).
  25. Peterson, E. K. Consequences of developmental lead (Pb2+) exposure on reproductive strategies in Drosophila. , University at Albany-State University of New York. Dissertation (2016).
  26. Chifiriuc, M. C., Ratiu, A. C., Popa, M., Ecovolu, A. A. Drosophotoxicology: An emerging research area for assessing nanoparticles interaction with living organisms. International Journal of Molecular Sciences. 17, 36 (2016).
  27. Lachaise, D., Cariou, M. L., David, J. R., Lemeunier, F., Tsacas, L., Ashburner, M. Historical biogeography of the Drosophila melanogaster species subgroup. Evolutionary Biology. 22, 159-225 (1988).
  28. Elgin, C. R., Miller, D. W. Mass rearing of flies and mass production and harvesting of embryos. The Genetics and Biology of Drosophila. Ashburner, M., Wright, T. R. F. 2a, 112-121 (1978).
  29. Shaffer, C. D., Wuller, J. M., Elgin, C. R. Chapter 5: Raising large quantities of Drosophila for biochemical experiments. Methods in Cell Biology. 44, 99-108 (1994).
  30. Stocker, H., Gallant, P. Getting started: an overview on raising and handling Drosophila. Methods in Molecular Biology. 420, 27-44 (2008).
  31. Jennings, J. H., Etges, W. J., Schmitt, T., Hoikkala, A. Cuticular hydrocarbons of Drosophila montana: geographic variation, sexual dimorphism and potential roles as pheromones. Journal of Insect Physiology. 61, 16-24 (2014).
  32. Drosophila Speciation Patterns. , http://www.drosophila-speciation-patterns.com/rangemaps.html. (2018).
  33. Markow, T. A., O'Grady, P. M. Drosophila: A Guide to Species Identification and Use. , Academic Press. London. (2005).
  34. Werner, T., Jaenike, J. Drosopholids of the midwest and northeast. , River Campus Libraries, University of Rochester. Rochester NY. (2017).
  35. Greenspan, R. J. The basics of doing a cross. Fly Pushing: The theory and practice of Drosophila genetics. , 2nd, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor. New York. 3-24 (1997).
  36. JoVE Science Education Database. . Biology I: yeast, Drosophila and C. elegans. Drosophila Maintenance. , JoVE. Cambridge, MA. (2018).
  37. Castañeda, P. L., Muñoz, G. L. E., Durán, D. A., Heres, P. M. E., Dueñas, G. I. E. LD50 in Drosophila melanogaster. fed on lead nitrate and lead acetate. Drosophila Information Service. 84, 44-48 (2001).
  38. Massie, H. R., Aiello, V. R., Whitney, S. J. P. Lead accumulation during aging of Drosophila and effect of dietary lead on life span. Age. 15, 47-49 (1992).
  39. Akins, J. M., Schroeder, J. A., Brower, D. L., Aposhian, H. V. Evaluation of Drosophila melanogaster as an alternative animal for studying the neurotoxicity of heavy metals. BioMetals. 5, 111-120 (1992).
  40. Zhou, S., et al. The genetic basis for variation in sensitivity to lead toxicity in Drosophila melanogaster. Environmental Health Perspectives. 124, 1062-1070 (2016).
  41. Pitnick, S., Markow, T. A., Spicer, G. S. Delayed male maturity is a cost of producing large sperm in Drosophila. Proceedings of National Academy of Sciences USA. 92, 10614-10618 (1995).
  42. Beauchemin, D. Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Analytical Chemistry. 82, 4786-4810 (2010).
  43. Tyler, M. S. Development of the fruit fly Drosophila melanogaster. Developmental Biology, a Guide for Experimental Study. Tyler, M. S. , 2nd, Sinauer Associates Inc. Sunderland, MA, USA. 8-27 (2000).
  44. Ortiz, J. G., Opoka, R., Kane, D., Cartwright, I. L. Investigating arsenic susceptibility from a genetic perspective in Drosophila reveals a key role for glutathione synthetase. Toxicological Sciences. 107, 416-426 (2009).
  45. Bonilla, E., Contreras, R., Medina-Leendertz, S., Mora, M., Villalobos, V., Bravo, Y. Minocycline increases the life span and motor activity and decreases lipid peroxidation in manganese treated Drosophila melanogaster. Toxicology. 294, 50-53 (2012).
  46. Guarnieri, D. J., Heberlein, U. Drosophila melanogaster, a genetic model system for alcohol research. International Review of Neurobiology. 54, 199-228 (2003).
  47. Posgai, R., Cipolla-McCulloch, C. B., Murphy, K. R., Hussain, S. M., Rowe, J. J., Nielsen, M. G. Differential toxicity of silver and titanium dioxide nanoparticles on Drosophila melanogaster development, reproductive effort, and viability: size, coatings and antioxidants matter. Chemosphere. 85, 34-42 (2011).
  48. Gupta, S. C., et al. Adverse effect of organophosphate compounds, dichlorvos and chlorpyrifos in the reproductive tissues of transgenic Drosophila melanogaster: 70kDa heat shock protein as a marker of cellular damage. Toxicology. 238, 1-14 (2007).
  49. Wasserkort, R., Koller, T. Screening toxic effects of volatile organic compounds using Drosophila melanogaster. Journal of Applied Toxicology. 17, 119-125 (1997).
  50. Markow, T. A., O'Grady, P. O. Reproductive ecology of Drosophila. Functional Ecology. 22, 747-759 (2008).
  51. Dev, K., Chahal, J., Parkash, R. Seasonal variations in the mating-related traits of Drosophila melanogaster. Journal of Ethology. 31, 165-174 (2013).
  52. Salminen, T. S., Vesala, L., Laiho, A., Merisalo, M., Hoikkala, A., Kankare, M. Seasonal gene expression kinetics between diapause phases in Drosophila virilus group species and overwintering differences between diapausing and non-diapausing females. Nature Scientific Reports. 5, 11197 (2015).
  53. Miller, R. S., Thomas, J. L. The effects of larval crowding and body size on the longevity of adult Drosophila melanogaster. Ecology. 39, 118-125 (1958).
  54. Peterson, E. K., Ghiradella, H., Possidente, B., Hirsch, H. Transgenerational epigenetic effects of lead exposure on behavior in Drosophila melanogaster. Abstracts of the IBANGS Genes, Brain and Behavior Meeting, May 16-19, 2012, Boulder, CO, 11, Genes, Brain & Behavior 492-493 (2012).
  55. Soares, J. J., et al. Continuous liquid feeding: New method to study pesticides toxicity in Drosophila melanogaster. Analytical Biochemistry. 537, 60-62 (2017).

Tags

ביולוגיה גיליון 137 טוקסיקולוגיה ecotoxicology ecotoxicology התנהגותית אינטגרטיבית נכסים מתהווים נכסים מתהווים משוטט-שלישי הזחלים לחלל גלמים וגיחתו דורי transgenerational
נסיוני באמצעות <em>דרוזופילה</em> כמערכת מודל הגעה לבדיקת רעילות במעבדה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Peterson, E. K., Long, H. E.… More

Peterson, E. K., Long, H. E. Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory. J. Vis. Exp. (137), e57450, doi:10.3791/57450 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter