Waiting
Login processing...

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

Biology

Misurazione dei tassi di consumo di ossigeno in intatto Caenorhabditis elegans

Published: February 23, 2019 doi: 10.3791/59277

Summary

La respirazione mitocondriale è fondamentale per la sopravvivenza organismal; Pertanto, il tasso di consumo di ossigeno è un eccellente indicatore della salute mitocondriale. In questo protocollo, descriviamo l'uso di un respirometro commercialmente disponibile per misurare basale e tassi di consumo di ossigeno massimo nel vivere, intatta e liberamente-motile Caenorhabditis elegans.

Abstract

La funzione mitocondriale ottimale è critica per l'attività cellulare sano, particolarmente in cellule che hanno richieste di alta energia come quelli del sistema nervoso e muscolare. Coerente con questo, la disfunzione mitocondriale è stata associata con una miriade di malattie neurodegenerative e invecchiamento in generale. Caenorhabditis elegans sono stati un sistema potente modello per chiarire le molte complessità della funzione mitocondriale. La respirazione mitocondriale è un forte indicatore della funzione mitocondriale e sviluppata di recente respirometers offrire una piattaforma di state-of-the-art per misurare la respirazione in cellule. In questo protocollo, mettiamo a disposizione una tecnica per analizzare dal vivo, intatto di c. elegans. Questo protocollo si estende su un periodo di ~ 7 giorni e include passaggi per la coltivazione e la sincronizzazione di c. elegans, (2) preparazione di composti da iniettare e idratazione di sonde, equilibrazione di caricamento e cartuccia di droga (3), (4) preparazione del dosaggio di vite senza fine (1) piatto e analisi del saggio e analisi dei dati post-esperimento (5).

Introduction

L'adenosina trifosfato (ATP), la principale fonte di energia cellulare, è prodotto nei mitocondri dagli enzimi della catena di trasporto dell'elettrone (ecc) situati nella membrana mitocondriale interna. Piruvato, un metabolita chiave utilizzato per la produzione mitocondriale di ATP, viene importato nella matrice mitocondriale dove è decarbossilata a produrre acetil coenzima A (CoA). Successivamente, acetil CoA entra nel ciclo dell'acido citrico conseguente generazione di nicotinamide adenindinucleotide (NADH), una molecola del trasportatore di elettrone chiave. Come gli elettroni dal NADH sono passati all'ossigeno tramite l'ecc, protoni costruire nello spazio intermembrana mitocondriale, che provoca la generazione di un gradiente elettrochimico attraverso la membrana. Questi protoni scorrerà quindi dallo spazio intermembrana attraverso questo gradiente elettrochimico indietro nella matrice mitocondriale attraverso il poro del protone del trifosfato di adenosina synthase, guidando la sua rotazione e la sintesi di ATP1 (Figura 1).

La funzione mitocondriale non è limitata alla produzione di energia, ma è anche fondamentale per l'omeostasi del calcio, specie reattive dell'ossigeno (ROS) lo scavenging e apoptosi, posizionamento criticamente la loro funzione in organismal salute2. La funzione mitocondriale può essere valutata utilizzando una varietà di saggi, compreso ma non limitato all'analisi che misurano il potenziale di membrana mitocondriale, livelli di ATP e ROS e le concentrazioni nel calcio mitocondriale. Tuttavia, queste analisi forniscono un singolo snapshot della funzione mitocondriale e pertanto potrebbero non fornire una visione completa della salute mitocondriale. Poiché il consumo di ossigeno durante la generazione di ATP fa affidamento su una miriade di reazioni sequenziale, serve come un indicatore superiore della funzione mitocondriale. Interessante, sono state osservate variazioni nei tassi di consumo di ossigeno a causa di disfunzione mitocondriale3,4,5.

I tassi di consumo di ossigeno (OCR) di campioni viventi possono essere misurati usando le tecniche che possono essere suddivisi in due gruppi: amperometrico sensori di ossigeno e base porfirinica fosfori che possono essere spenta mediante ossigeno6. Sensori di ossigeno amperometrico sono stati ampiamente utilizzati su misura OCR in cellule coltivate, tessuti e in sistemi modello, ad esempio c. elegans. Tuttavia, i fosfori base porfirinica contenente respirometers possiedono i seguenti vantaggi: (1) essi consentono un confronto fianco a fianco dei due campioni in triplice copia, (2) richiedono più piccola dimensione del campione (per esempio, 20 worms per pozzetto contro ~ 2, 000−5, 000 worm sezione)7e (3) il respirometro può essere programmato per fare quattro distinte iniezioni composte al desiderato volte nel corso della tiratura sperimentale, eliminando la necessità per l'applicazione manuale.

In questo protocollo, passaggi coinvolti nell'utilizzo di un respirometro di rilevamento dell'ossigeno base porfirinica su misura OCR in live, intatto di c. elegans sono descritti. Mentre esiste un protocollo scritto per l'uso del grande formato, elevato throughput respirometro8, questo protocollo è stato adattato per l'uso con uno strumento di cordiale, accessibile e più piccola scala di bilancio più. Questo protocollo è particolarmente utile per valutare la differenza in OCR tra due ceppi, dove high throughput screening non è necessario e il suo utilizzo sarebbe eccessivo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Nota: Nella figura 2 fornisce una descrizione schematica del protocollo completo.

1. crescita e sincronizzazione di popolazione del nematode9,10

  1. Trasferire le larve L4 di ambiti di provenienza genetici desiderate (ad es., N2 [wild-type] e sel-12 animali) sulle piastre di supporto (NGM) crescita del nematode (Vedi tabella 1 per ricetta) appena seminati con un prato di Escherichia coli (OP50)11. Utilizzare 100mm almeno due o tre piastre di 60 mm per ogni sforzo. Incubare i vermi alla temperatura di crescita appropriata (tra 15 – 25 ° C) per 3 – 4 giorni o fino a quando le piastre sono concentrate con gran numero di uova e vermi gravid.
  2. Lavare le uova e vermi fuori le piastre utilizzando circa 6 mL di tampone di M9 (Vedi tabella 1 per ricetta) per piastra di 100mm di nematodi e trasferimento con pipette Pasteur in vetro in provette da centrifuga individuale 15 mL per ogni sforzo. Selezione questi tubi verso il basso per 3 min a 6.180 x g e aspirare il buffer di M9, conservando solo il pellet animali e uova.
  3. Aggiungere 3-4 mL di soluzione di candeggina (Vedi tabella 1 per ricetta) a ciascuna provetta e a intermittenza vortice per 6 min. aggiungere M9 buffer riempire ogni tubo e spin a 6.180 x g per 1 min e aspirare il surnatante. Ripetere questo lavaggio con M9 tre volte e spostare la pallina di uovo a un tubo da 15 mL fresca contiene circa 9 mL di tampone di M9.
  4. Sincronizzare i vermi appena schiusi da nutante a 20 ° C per 16 – 48 h. Spin questi tubi giù a 6.180 x g per 1,5 min e posato gli animali L1 sincronizzati su piatti individuali di NGM appena seminati con un prato di OP50 (circa 6.000-10.000 animali per piastra di 100 mm) e tenere a 20 ° C.
  5. Questi animali raggiungerà la fase larvale L4 dopo ~ 42 h. In questo momento, spostare le larve L4 usando un plettro platino per OP50 seminato NGM piastre contenenti 0,5 mg / mL 5-fluoro-2'-deoxyuridine (FUdR) per impedire loro di produrre progenie.
    Nota: Assicurarsi che all'interno di un esperimento tutti i ceppi sono sincronizzati per una simile quantità di tempo. Trattamento di FUdR sterilizza gli animali e previene la produzione di covata e progenie uovo, che potrebbe influenzare OCR. Questi animali sterilizzati saranno analizzati il giorno successivo (animali adulti giorno 1 a ~ 66 h) per il dosaggio. FUdR è stato segnalato per un impatto fisiologia e durata della vita di alcuni vermi mutanti. Di conseguenza, questo dovrebbe essere preso in considerazione quando il farmaco è usato per sterilizzazione12,13,14. Viti senza fine possono essere sterilizzati anche con i mezzi di feminizing mutazioni come fem-1(hc17) o fem-3(e2006). Tuttavia, queste mutazioni potrebbero avere un impatto la funzione mitocondriale.

2. preparazione di composti da iniettare e idratazione delle sonde

Nota: Durante l'analisi del saggio, entrambi i tassi di respirazione basale e massima dei nematodi sono misurati. Massima respirazione viene attivato negli animali dopo l'aggiunta di Carbonil cianuro-4 (trifluormethoxy) phenylhydrazone (FCCP), un ionoforo disgiungere che disturba il potenziale di membrana mitocondriale e quindi la sintesi di ATP con il trasporto di protoni attraverso la membrana mitocondriale, mentre permettendo protone pompaggio, trasporto degli elettroni e consumo di ossigeno di procedere4,15 disgiunto dalla sintesi di ATP (Figura 1). Il passaggio finale nell'analisi comporta l'aggiunta di sodio azide (NaN3), un farmaco che inibisce complessi IV e V in ecc, che permette di determinare la respirazione non mitocondriale16 (Figura 1). La seguente procedura può essere eseguita il giorno prima il dosaggio effettivo.

  1. Preparare 1 mL soluzioni di riserva del FCCP (10 mM in dimetilsolfossido [DMSO]: 1000 x la concentrazione finale del dosaggio) e NaN3 (400 mM in dH2o: 10 x concentrazione finale del dosaggio) e conservare a-20 ° C.
    Nota: Eseguire una curva di concentrazione per ottimizzare la concentrazione di FCCP necessaria per suscitare la risposta massima di OCR per ogni strumento e la regolazione del laboratorio.
  2. Idratare la cartuccia sensore aggiungendo 200 µ l di dH2O a ciascun pozzetto (e il serbatoio circostante) nella piastra, assicurando che il sensore sonde sono sommerse in dH2O e archivio durante la notte a temperatura ambiente.
    Nota: La cartuccia sonde possono essere lasciati sommersi per fino a 72 h, ma nel caso di una prolungata idratazione, le piastre dovrebbero essere avvolti in film di paraffina e conservate a 4 ° C. Se idratazione durante la notte non è possibile, la cartuccia sensore deve essere idratata per almeno 4 ore prima del dosaggio.
  3. Disattivare l'elemento di riscaldamento all'interno dell'interfaccia di respirometro e conservare lo strumento all'interno di un incubatore di 15 ° C durante la notte a bassa temperatura all'interno dello strumento per impedire il surriscaldamento durante l'analisi del saggio gli animali.
    Nota: Il respirometro è dotato di un elemento riscaldante ma non può essere raffreddato. All'interno di un incubatore di 15 ° C, il respirometro avrà una temperatura stabile tra 18 – 22 ° C, che è una temperatura sana per manutenzione di c. elegans .

3. equilibratura di carico e cartuccia droga

  1. Pipettare fuori e scartare il dH2O utilizzato per idratare il sensore sonde e sostituirlo con 200 µ l della soluzione calibratore (pH 7.4) in ciascun pozzetto. Diluire la soluzione di riserva FCCP a 100 µM FCCP in dH2O e aggiungere 20 µ l della soluzione diluita per l'iniezione porta A nella cartuccia sensore. Aggiungere 22 µ l di sodio azide 400 mM alla porta B della cartuccia senor.
  2. Accendere il respirometro e nella schermata home selezionare Start; verrà visualizzata la pagina di modelli. La pagina di modelli, selezionare vuoto o un modello precedentemente progettato; verrà visualizzata la pagina di gruppi. Nella pagina gruppi, selezionare i pozzi A e H come i pozzi di sfondo e assegnare i rimanenti 6 pozzi nei gruppi appropriati in base al piano sperimentale.
  3. Premere la freccia in basso a destra per andare alla pagina protocollo. Nella pagina protocollo, assicurarsi che i pulsanti equilibrato, basali e iniezioni 1 e 2 siano selezionati. Su questa pagina, regolare il numero di letture di OCR basale, nonché massima OCR (dopo iniezione 1 con FCCP) e non-mitocondriali OCR (dopo iniezione 2 sodio azide).
    Nota: Ogni misurazione è preceduta da un mix e passaggio di attesa e i tempi per questi parametri sono riportati nella tabella 2.
  4. Selezionare la freccia in basso a destra e verrà visualizzato un prompt per caricare il piatto della cartuccia del sensore. Assicurarsi che il piatto della cartuccia sensore è caricato nell'orientamento giusto, seguendo le istruzioni sullo schermo rapido promemoria. Il respirometro sarà ora equilibrare la cartuccia.
    Nota: Questa equilibrazione fornisce tutto il tempo per sistemare gli animali deve essere analizzato nei pozzetti della piastra delle cellule.

4. preparazione del verme piatto e analisi del saggio

  1. Aggiungere 200 µ l di tampone di M9 in ognuna delle 8 pozzetti della piastra delle cellule e nei serbatoi che circondano i pozzi.
  2. Prendono ~ 100 vermi da ogni ceppo sulle piastre NGM non teste di serie e lasciare riposare per 2-3 min bagnato alla fine del plettro platino con buffer di M9 e pick 20 animali età-sincronizzati nei pozzetti B-G, lasciando vuoti i pozzi di sfondo A e H.
    Nota: Dopo il caricamento ogni bene, attendere circa 2 min per consentire agli animali di depositarsi sul fondo dei pozzetti. Si consiglia, inoltre, che una curva numero di vite senza fine eseguire per ottimizzare il numero di vite senza fine per pozzetto per ogni strumento e la regolazione del laboratorio.
  3. Ormai, il respirometro deve essere calibrato e cliccando OK sullo schermo, la piastra contenente tampone di calibrazione viene espulso e può essere rimosso dal respirometro, mentre la cartuccia sensore rimane all'interno dello strumento. Sostituire la piastra di calibratore con la piastra che contiene gli animali. Piastra di carico e chiudere lo sportello premendo continua e permettono il dosaggio per l'esecuzione.

5. analisi dei dati post-esperimento di

  1. Una volta che viene completata l'esecuzione di test, seguire le istruzioni visualizzate sullo schermo per rimuovere la piastra di cella e cartuccia sensore e inserire un'unità flash nella porta USB per salvare i dati di esecuzione nel formato. War. Rimuovere la cartuccia sensore e consentire agli animali di depositano sul fondo dei pozzetti per circa 2 min. Posizionare le piastre di cella sotto uno stereo microscopio per dissezione e contare il numero di animali per pozzetto.
  2. Aprire il software di analisi del computer e aprire la scheda di normalizzazione per normalizzare OCR al numero di animali. Applicare etichette appropriate per i vari gruppi sotto la scheda modifica ed esportare il file come un file di prisma per ulteriori analisi.
    Nota: La media delle prime cinque misurazioni, prima che l'aggiunta di FCCP è l'OCR basale, mentre la media delle cinque misurazioni dopo FCCP aggiunta è l'OCR di massima e la media delle ultime cinque misurazioni (dovrebbe essere fatto almeno due misurazioni) dopo l'aggiunta di azoturo di sodio è il tasso di respirazione non mitocondriale. Il dosaggio dovrà essere ripetuto tre volte per garantire la riproducibilità.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Utilizzando il protocollo descritto nel presente documento, OCR di tipo selvaggio animali e tre diversi sel-12 mutante ceppi sono stati determinati. SEL-12 codifica l'ortologo di c. elegans di presenilin17. Le mutazioni presenilin umana sono l'aberrazione genetica più comune connesso con lo sviluppo del morbo di Alzheimer familiare18. Nostri studi hanno mostrato i livelli elevati del calcio mitocondriale in sel-12 animali mutanti rispetto al wild-type animali3. Dal momento che il dysregulation di calcio può provocare alterazione della funzione mitocondriale3,19,20, OCR in animali wild-type e mutante sel-12 sono stati misurati per esaminare l'effetto delle mutazioni di sel-12 la funzione mitocondriale e la salute. Animali di tipo selvaggio ha mostrati costantemente basali tassi di OCR sotto 5 pmol/min/vite senza fine, mentre tutti e tre i ceppi di mutanti di sel-12 hanno mostrato significativamente elevato OCR di ~ 7 pmol/min/worm (Figura 3 e Figura 4). L'aggiunta di FCCP, come previsto, c'era un aumento in OCR di tipo selvaggio così come sel-12 mutanti (Figura 3 e Figura 5). Animali selvatici tipo ha mostrato massima OCR di ~ 7 pmol/min/worm, mentre sel-12 mutanti avevano OCR di ~ 10 pmol/min/worm (Figura 5).

Figure 1
Figura 1: schematica dei principali attori coinvolti nella respirazione cellulare e l'effetto di FCCP e sodio azide. Trasferimento di elettroni dal NADH al complesso che determina la generazione di un gradiente elettrochimico attraverso la membrana mitocondriale interna come protoni ottenere pompati attraverso di esso, ecc. Protoni che scorre indietro nella matrice mitocondriale dallo spazio intermembrana via complesso V risultati nella sintesi di ATP. Aggiunta di FCCP provoca il disaccoppiamento di questo processo interrompendo il potenziale di membrana mitocondriale e quindi sintesi di ATP, mentre il consumo di ossigeno continua, permettendo per la misura della massima OCR. Sodio azide (NaN3) è un inibitore dei complessi IV e V, consentendo in tal modo per la misurazione della respirazione non mitocondriale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: Schema dei passaggi necessari per la misurazione di OCR in c. elegans. i cinque passaggi necessari per l'installazione di test and run (sinistra) e un lasso di tempo per ogni passaggio (adestra). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: profilo caratteristico OCR in c. elegans respirometry. I cinque valori iniziali mostrano la respirazione basale, seguita da cinque letture di maximal e cinque letture di respirazione non mitocondriale dopo iniezioni di azoturo di sodio e FCCP, rispettivamente. Barre di errore rappresentano l'errore standard di misura (SEM). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: Respirazione basale in wild type e mutanti vari di sel-12 . Media respirazione basale in 1 giorno adulto pari età wild type e sel-12 animali mutanti. Dati elaborati da analisi di tre ripetizioni. Barre di errore rappresentano SEM e * * * indica p < 0,0001. valori di p sono stati calcolati usando un due code t-test. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5: Massima respirazione in wild type e mutanti vari di sel-12 . Media massima respirazione in 1 giorno adulto pari età wild type e sel-12 animali mutanti dopo iniezione FCCP. Dati elaborati da analisi di tre ripetizioni. Barre di errore rappresentano SEM e * * * indica p < 0,0001. valori di p sono stati calcolati usando un due code t-test. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Buffer di M9 (1 L)
dH,2O 1.000 mL
NaCl 5 g
KH2PO4 3 g
Na2HPO4 6 g
1 M MgSO4 1 mL * aggiungere dopo sterilizzazione in autoclave
Diviso tra 2 bottiglie: 500 mL cadauna. Autoclave su ciclo liquido (15 min di esposizione)
Soluzione di candeggina (50 mL)
dH,2O 36 mL
Candeggina 14 mL
NaOH N 10 800 ΜL
Piastre di Nematode crescita Media (NGM) standard
1 L 0,5 L 0,25 L
NaCl 3 g 1,5 g 0,75 g
Bacto-agar 17 g 8,5 g 4,25 g
Bacto-peptone 2,5 g 1,25 g 0,625 g
r. autoclave il ciclo liquido (45 min di esposizione), permettono di raffreddare a ~ 60 ° C e quindi usare una tecnica sterile e aggiungere il seguente:
1 L 0,5 L 0,25 L
1 M CaCl2 1 mL 0,5 mL 0,25 mL
1 M MgSO4 1 mL 0,5 mL 0,25 mL
1 M KPO4 25 mL 12,5 mL 6,25 mL
colesterolo di 5 mg/mL 1 mL 0,5 mL 0,25 mL
b. Agitare per miscelare bene dopo ogni aggiunta. Dopo aver effettuate tutte le aggiunte, versare piastre

Tabella 1: Ricette per piatti NGM, buffer di M9 e soluzione di candeggina.

Calibrazione Basale FCCP Sodio Azide
Porta: A Porta: B
Equilibrazione: Sì Mix: 00:02:00 Mix: 00:02:00 Mix: 00:02:00
Attesa: 00:00:30 Attesa: 00:00:30 Attesa: 00:00:30
Misura: 00:02:00 Misura: 00:02:00 Misura: 00:02:00
Cicli: 5 Cicli: almeno 5 Cicli: 2 − 5
Durata: 00:22:30 Durata: 00:22:30 Durata: 00:09:00

Tabella 2: parametri di dosaggio caratteristico in C. elegans respirometry.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

La respirazione mitocondriale è un indicatore penetrante della funzione mitocondriale; Pertanto, è in grado di misurare i tassi di consumo di ossigeno in un sistema biologico, sia in vitro che in vivo è molto prezioso. Respirometers rilevare i livelli di ossigeno utilizzando base porfirinica fosfori che ottenere placati da ossigeno o tramite sensori di ossigeno amperometrico che si basano sulla generazione di una corrente elettrica proporzionale alla pressione di ossigeno. Elettrodo di Clark rientra nella categoria di quest'ultimo ed è stato usato estesamente nella letteratura, soprattutto mentre si analizza la respirazione in c. elegans. Tuttavia, la necessità di un campione di grandi dimensioni e l'incapacità di valutare più di un campione in un momento rende amperometrico sensori di ossigeno inefficiente.

Questo protocollo fornisce una semplice guida alla misura OCR in live, intatto di c. elegans senza isolare i mitocondri, un processo che potrebbe potenzialmente avere un impatto il potenziale di membrana mitocondriale e, di conseguenza, l'OCR. Dato che gli animali esibiscono diversi OCR attraverso diverse fasi di vita, gli animali utilizzati in questo protocollo dovrebbero essere età sincronizzati. Gli animali più giovani hanno OCR inferiore rispetto ad animali adulti e i livelli di OCR possono cadere nuovamente come animali età altri3. C. elegans sono anche sterilizzati mediante l'uso di FUdR per garantire che OCR non sono confusi dalla presenza della progenie. Tuttavia, se animali di varie dimensioni devono essere esaminati, strategie per la normalizzazione devono essere affrontate.

Questo protocollo utilizza un pick platino per trasferire gli animali alla piastra di dosaggio. In contrasto con il trasferimento di liquidi di animali, questa manipolazione permette al ricercatore di esaminare attentamente e determinare la salute degli animali prima e durante il trasferimento. Inoltre, esso consente maggiore controllo del numero di vite senza fine e impedisce l'introduzione di uova e di carcasse. Poiché gli animali sono vivi e attivi durante l'esecuzione di test, è probabilmente dovuto derivano dal posizionamento della sonda. Saggi di conseguenza dovrebbe essere fatto in triplice copia e dovrebbe essere ripetuto almeno tre volte. Inoltre, doppio controllo analisi post totali degli animali sono importante per la normalizzazione al numero di animali. Un grave inconveniente di questo protocollo è l'impossibilità di confrontare più di due campioni in una sola volta, senza compromettere il numero delle ripetizioni all'interno di una sola analisi. Nonostante questa limitazione, questo protocollo può essere uno strumento di ricerca molto potente nell'analisi OCR quando si confrontano due genotipi o condizioni. Inoltre, questo protocollo potrebbe essere facilmente adattato per esaminare l'OCR di animali allevati su fonti differenti dell'alimento, supplementi o trattamenti farmacologici.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Acknowledgments

Gli autori desidera ringraziare il Dr. Kevin Bittman per la sua guida nello stabilire la Seahorse XFp in laboratorio. National Institutes of Health concedere che gm088213 sostenuto questo lavoro.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
100 mm, 60 mm Petri dishes Kord-Valmark Labware Products 2900, 2901
1.5 mL centrifuge tubes Globe Scientific 6285
15 mL conical tubes Corning 430791
22 × 22 mm coverslip Globe Scientific 1404-10
50 mL conical tubes Corning 430829
Agar Fisher Scientific BP1423-2
Bacto peptone BD, Bacto 211677
Bacto tryptone BD, Bacto 211705
Bacto yeast extract BD, Bacto 212705
Bleach Generic
Calcium chloride dihydrate (CaCl2·2H2O) Fisher Scientific C79-500
Carbonyl cyanide 4-(trifluoromethoxy)phenylhydrazone (FCCP) Abcam ab120081
Cholesterol Fisher Scientific C314-500
Deionized water (dH2O)
Dimethyl sulfoxide (DMSO) Thomas Scientific C987Y85
Glass Pasteur pipettes Krackeler Scientific 6-72050-900
Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4·7H2O) Fisher Scientific BP213-1
Potassium phosphate dibasic (K2HPO4) Fisher Scientific BP363-1
Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) Fisher Scientific P285-500
Sodium chloride Fisher Scientific BP358-10
Sodium hydroxide (NaOH) Fisher Scientific BP359-500
Sodium phosphate dibasic anhydrous (Na2HPO4) Fisher Scientific BP332-1
Seahorse XFp Analyzer Agilent
Seahorse XFp FluxPak Agilent 103022-100
Sodium Azide Sigma-Aldrich S2002

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nelson, D. L., Cox, M. M. Ch. 19. Lehninger Principles of Biochemistry. Ahr, K. , W. H. Freeman and Company. 707-772 (2008).
  2. Marchi, S., et al. Mitochondrial and endoplasmic reticulum calcium homeostasis and cell death. Cell Calcium. 69, 62-72 (2018).
  3. Sarasija, S., et al. Presenilin mutations deregulate mitochondrial Ca(2+) homeostasis and metabolic activity causing neurodegeneration in Caenorhabditis elegans. eLife. 7, (2018).
  4. Luz, A. L., et al. Mitochondrial Morphology and Fundamental Parameters of the Mitochondrial Respiratory Chain Are Altered in Caenorhabditis elegans Strains Deficient in Mitochondrial Dynamics and Homeostasis Processes. PLoS One. 10, e0130940 (2015).
  5. Ryu, D., et al. Urolithin A induces mitophagy and prolongs lifespan in C. elegans and increases muscle function in rodents. Nature Medicine. 22, 879-888 (2016).
  6. Perry, C. G., Kane, D. A., Lanza, I. R., Neufer, P. D. Methods for assessing mitochondrial function in diabetes. Diabetes. 62, 1041-1053 (2013).
  7. Schulz, T. J., et al. Glucose restriction extends Caenorhabditis elegans life span by inducing mitochondrial respiration and increasing oxidative stress. Cell Metabolism. 6, 280-293 (2007).
  8. Koopman, M., et al. A screening-based platform for the assessment of cellular respiration in Caenorhabditis elegans. Nature Protocols. 11, 1798-1816 (2016).
  9. Sarasija, S., Norman, K. R. Analysis of Mitochondrial Structure in the Body Wall Muscle of Caenorhabditis elegans. Bio-protocol. 8, (2018).
  10. Sarasija, S., Norman, K. R. Measurement of ROS in Caenorhabditis elegans Using a Reduced Form of Fluorescein. Bio-protocol. 8, (2018).
  11. Chaudhuri, J., Parihar, M., Pires-daSilva, A. An introduction to worm lab: from culturing worms to mutagenesis. Journal of Visualized Experiments. 47 (47), (2011).
  12. Aitlhadj, L., Sturzenbaum, S. R. The use of FUdR can cause prolonged longevity in mutant nematodes. Mechanisms of Ageing and Development. 131, 364-365 (2010).
  13. Rooney, J. P., et al. Effects of 5'-fluoro-2-deoxyuridine on mitochondrial biology in Caenorhabditis elegans. Experimental Gerontology. 56, 69-76 (2014).
  14. Van Raamsdonk, J. M., Hekimi, S. FUdR causes a twofold increase in the lifespan of the mitochondrial mutant gas-1. Mechanisms of Ageing and Development. 132, 519-521 (2011).
  15. Heytler, P. G., Prichard, W. W. A new class of uncoupling agents--carbonyl cyanide phenylhydrazones. Biochemical and Biophysical Research Communications. 7, 272-275 (1962).
  16. Massie, M. R., Lapoczka, E. M., Boggs, K. D., Stine, K. E., White, G. E. Exposure to the metabolic inhibitor sodium azide induces stress protein expression and thermotolerance in the nematode Caenorhabditis elegans. Cell Stress Chaperones. 8, 1-7 (2003).
  17. Levitan, D., Greenwald, I. Facilitation of lin-12-mediated signalling by sel-12, a Caenorhabditis elegans S182 Alzheimer's disease gene. Nature. 377, 351-354 (1995).
  18. Sherrington, R., et al. Cloning of a gene bearing missense mutations in early-onset familial Alzheimer's disease. Nature. 375, 754-760 (1995).
  19. Glancy, B., Balaban, R. S. Role of mitochondrial Ca2+ in the regulation of cellular energetics. Biochemistry. 51, 2959-2973 (2012).
  20. Sarasija, S., Norman, K. R. A gamma-Secretase Independent Role for Presenilin in Calcium Homeostasis Impacts Mitochondrial Function and Morphology in Caenorhabditis elegans. Genetics. 201, 1453-1466 (2015).

Tags

Biologia problema 144 c. elegans respirazione tasso di consumo di ossigeno (OCR) respirometro mitocondri metabolismo
Misurazione dei tassi di consumo di ossigeno in intatto <em>Caenorhabditis elegans</em>
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sarasija, S., Norman, K. R.More

Sarasija, S., Norman, K. R. Measurement of Oxygen Consumption Rates in Intact Caenorhabditis elegans. J. Vis. Exp. (144), e59277, doi:10.3791/59277 (2019).

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