Waiting
Login processing...

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

Biology

Mesure des taux de consommation d’oxygène intactes de Caenorhabditis elegans

Published: February 23, 2019 doi: 10.3791/59277

Summary

La respiration mitochondriale est critique pour la survie de l’organisme ; par conséquent, le taux de consommation d’oxygène est un excellent indicateur de la santé mitochondriale. Dans ce protocole, nous décrivons l’utilisation d’un respiromètre commercialement disponible pour mesurer basale et taux de consommation maximale d’oxygène en vivent, intact et librement mobiles Caenorhabditis elegans.

Abstract

La fonction mitochondriale optimale est critique pour l’activité cellulaire en bonne santé, en particulier dans les cellules qui ont des exigences de haute énergie comme ceux du système nerveux et musculaire. Compatible avec cela, dysfonctionnement mitochondrial a été associé à une multitude de maladies neurodégénératives et vieillissement en général. Caenorhabditis elegans ont été un système puissant modèle pour élucider les nombreuses subtilités de la fonction mitochondriale. La respiration mitochondriale est un bon indicateur de la fonction mitochondriale et respiromètres récemment développés offrent une plate-forme d’état-of-the-art pour mesurer la respiration dans les cellules. Dans ce protocole, nous fournissons une technique pour analyser live, intact c. elegans. Ce protocole s’étend sur une période d’environ 7 jours et inclut des étapes de croissance (1) et la synchronisation c. elegans, (2) préparation de composés à doser et l’hydratation des sondes, chargement et cartouche l’équilibration du médicament (3), (4) préparation du test de ver plaque et épreuve et analyse des données de test post (5).

Introduction

L’adénosine triphosphate (ATP), la principale source d’énergie cellulaire, est produit dans les mitochondries par les enzymes de la chaîne de transport d’électrons (etc.) situés dans la membrane mitochondriale interne. Un métabolite clé utilisé pour la production d’ATP mitochondriale, le pyruvate est importé dans la matrice mitochondriale où elle est décarboxylée pour produire du coenzyme A (CoA). Par la suite, acétyl-CoA pénètre dans le cycle de Krebs ayant pour résultat la génération de nicotinamide adénine dinucléotide (NADH), une molécule porteuse de clé électronique. Comme les électrons de NADH sont passés à l’oxygène par le CTE, protons s’accumuler dans l’espace intermembranaire mitochondrial, qui se traduit par la génération d’un gradient électrochimique à travers la membrane. Ces protons ensuite découleront de l’espace intermembranaire à travers ce gradient électrochimique dans la matrice mitochondriale par le pore de proton de l’ATP synthase, conduire sa rotation et la synthèse de l’ATP1 (Figure 1).

La fonction mitochondriale n’est pas limitée à la production d’énergie, mais est également cruciale pour l’homéostasie du calcium, espèces réactives de l’oxygène (ROS) nettoyage et apoptose, positionnement critique leur fonction organismique santé2. La fonction mitochondriale peut être évaluée en utilisant une variété de tests, y compris mais sans s’y limiter à des analyses qui mesurent le potentiel de membrane mitochondrial, les niveaux d’ATP et ROS et concentrations de calcium mitochondrique. Toutefois, ces analyses donnent un aperçu unique de la fonction mitochondriale et donc ne pourraient pas fournir une vision globale de la santé mitochondriale. Étant donné que la consommation d’oxygène pendant la génération d’ATP est tributaire d’une myriade de réactions séquentielles, il sert un indicateur supérieur de la fonction mitochondriale. Fait intéressant, les variations dans les taux de consommation d’oxygène ont été observées à la suite de dysfonctionnement mitochondrial3,4,5.

Taux de consommation d’oxygène (OCR) des échantillons vivants peuvent être mesurées à l’aide de techniques qui peuvent être largement divisés en deux groupes : ampérométrique sondes d’oxygène et phosphores axée sur la porphyrine qui peuvent être éteint par l’oxygène6. Sondes d’oxygène ampérométrique ont été largement utilisés à mesure OCR en cellules, tissus et dans les systèmes de modèle, comme c. elegans. Cependant, les phosphores axée sur les porphyrines contenant respiromètres possèdent les avantages suivants : (1) elles permettent une comparaison côte à côte de deux échantillons en trois exemplaires, (2) ils ont besoin de plus petite taille de l’échantillon (par exemple, 20 vers / puits contre ~ 2, 000−5, 000 vers chez le 7de la chambre) et (3) le respiromètre peut être programmé pour faire quatre injections de composés différentes à désiré fois tout au long de la course expérimentale, éliminant le besoin d’application manuelle.

Dans ce protocole, les étapes à suivre pour utiliser un respiromètre de détection oxygène porphyrine-basé à mesure OCR en live, intact c. elegans sont décrit. Bien qu’il y a un protocole écrit pour l’utilisation du format grand, haut débit respiromètre8, ce protocole a été adapté pour une utilisation avec un instrument plus d’échelle sympathique, accessible et plus petit budget. Ce protocole est particulièrement utile pour évaluer la différence de l’OCR entre deux souches, où criblage à haut débit n’est pas nécessaire et son utilisation serait excessive.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

NOTE : La Figure 2 donne un aperçu schématique du protocole complet.

1. la croissance et la synchronisation de la population des nématodes9,10

  1. Transfert L4 larves d’origines génétiques souhaitées (par exemple, N2 [sauvage] et sel-12 animaux) sur des plaques de médias (NGM) croissance nématode (voir le tableau 1 pour la recette) fraîchement ensemencées avec une pelouse d' Escherichia coli (OP50)11. Utilisez au moins deux 100 mm ou trois plaques de 60 mm pour chaque souche. Incuber les vers à la température de croissance approprié (entre 15 et 25 ° C) pendant 3 à 4 jours ou jusqu'à ce que les plaques sont concentrés avec grand nombre de œufs et les vers gravides.
  2. Lavez les œufs et les vers sur les plaques à l’aide d’environ 6 mL de tampon de M9 (voir le tableau 1 pour la recette) par plaque de 100 mm des nématodes et transfert avec verre pipettes Pasteur en tubes à centrifuger bouteille de 15 mL pour chaque souche. Tournez ces tubes vers le bas pendant 3 min à 6 180 x g et aspirer à la mémoire tampon de M9, conservant simplement le culot d’animaux et d’oeufs.
  3. Ajouter 3 à 4 mL de solution d’eau de Javel (voir le tableau 1 pour la recette) à chaque tube et par intermittence vortexer pendant 6 min. ajouter M9 tampon pour remplir chaque tube et tournent à x 6 180 g pendant 1 min et aspirer le surnageant. Ce lavage avec M9 le répète trois fois et déplacez le culot de œuf dans un tube de frais 15 mL contenant environ 9 mL de tampon de M9.
  4. Synchroniser les vers fraîchement écloses en oscillant à 20 ° C pendant 16 à 48 h. Spin ces tubes vers le bas à 6 180 x g pendant 1,5 min et déposa les animaux L1 synchronisées sur assiettes individuelles de NGM fraîchement ensemencées avec une pelouse de OP50 (environ 6 000 – 10 000 animaux par plaque de 100 mm) et garder à 20 ° C.
  5. Ces animaux atteindra le stade larvaire de L4 après ~ 42 h. A cette époque, déplacer les larves de L4 à l’aide d’une pioche de platine à OP50 ensemencées NGM plaques contenant 0,5 mg / mL 5-fluoro-2'-déoxyuridine (FUdR) pour les empêcher de produire des descendants.
    NOTE : S’assurer que dans une expérience toutes les souches sont synchronisés pour une durée similaire. FUdR traitement stérilise les animaux et empêche la production de pose et de leur descendance oeuf, qui pourrait influencer les OCR. Ces animaux stérilisés on analysera le lendemain (animaux adultes jour 1 à ~ 66 h) pour le dosage. FUdR a été signalé à l’impact de physiologie et la durée de vie de certains vers mutants. Par conséquent, cela devrait prendre en considération lorsque le médicament est utilisé pour la stérilisation12,13,14. Vers peuvent également être stérilisés par le biais de féminisant mutations telles que fem-1(hc17) ou fem-3(e2006). Toutefois, ces mutations peuvent influer la fonction mitochondriale.

2. préparation des composés à doser et hydratation des sondes

Remarque : Pendant l’épreuve, les deux taux de respiration basale et maximale des nématodes sont mesurés. La respiration maximale est déclenchée chez les animaux lors de l’addition de carbonyl cyanide-4 (trifluormethoxy) phénylhydrazone (FCCP), un ionophore découplante qui perturbe le potentiel de membrane mitochondrial et donc la synthèse de l’ATP en transportant les protons à travers la membrane mitochondriale, tout en permettant à proton pompage, transport d’électrons et la consommation d’oxygène de procéder4,15 dételé de synthèse de l’ATP (Figure 1). La dernière étape dans le test implique l’addition d’azide de sodium (NaN3), un médicament qui inhibe les complexes IV et V dans l’ETC, permettant de déterminer la respiration mitochondriale-non16 (Figure 1). Les étapes suivantes peuvent être effectuées la veille de la course de dosage réel.

  1. Préparer les solutions de la FCCP 1 mL (10 mM dans le diméthylsulfoxyde [DMSO] : 1000 x la concentration d’essai final) et NaN3 (400 mM de dH2O: 10 x concentration dosage final) et les conserver à-20 ° C.
    Remarque : Exécutez une courbe de concentration afin d’optimiser la concentration de FCCP requis pour susciter la réponse maximale d’OCR pour chaque instrument et le laboratoire.
  2. Hydrater la cartouche de sonde en ajoutant 200 µL de dH2O à chaque puits (et le réservoir avoisinante) dans l’assiette, veiller à ce que le capteur de sondes sont submergées dans la dH2O et conserver pendant la nuit à température ambiante.
    NOTE : La cartouche de sondes peuvent être laissés submergé pendant 72 h mais dans le cas d’une hydratation prolongée, les plaques doivent être enveloppés dans le film de paraffine et stockés à 4 ° C. Si l’hydratation pendant la nuit n’est pas possible, la cartouche de sonde doit être hydratée pendant au moins 4 h avant le dosage.
  3. Désactiver l’élément de chauffage dans l’interface de respiromètre et conserver l’appareil à l’intérieur d’un incubateur de 15 ° C durant la nuit à basse température à coeur au sein de l’instrument pour empêcher les animaux de surchauffe pendant l’épreuve.
    Remarque : Le respiromètre est équipé d’un élément chauffant mais ne peut pas être refroidi. Dans un incubateur à 15 ° C, le respiromètre aura une température stable située entre 18 et 22 ° C, qui est une température saine pour l’entretien c. elegans .

3. chargement et cartouche l’équilibration du médicament

  1. Pipetter dehors et jeter la dH2O utilisé pour hydrater le capteur sondes et remplacez-le avec 200 µL de la solution de degré (pH 7,4) dans chaque puits. Diluer la solution mère de FCCP à 100 µM FCCP dH2O et ajouter 20 µL de la solution diluée au port A injection dans la cartouche de la sonde. Ajouter 22 µL d’azide de sodium 400 mM au port B de la cartouche de senor.
  2. Allumer le respiromètre et sur l’écran accueil, sélectionnez Démarrer; la page de modèles s’affiche. Sur la page de modèles, sélectionnez vide ou un modèle déjà conçu ; la page de groupes s’affiche. Sur la page groupes, sélectionnez les puits A et H comme les puits à fond et assigner les autres 6 cupules dans les groupes appropriés selon le plan expérimental.
  3. Appuyez sur la flèche sur le coin inférieur droit pour accéder à la page de protocole. Dans la page protocole, vérifiez que les boutons de stabiliser, les noyaux et les Injections 1 et 2 sont sélectionnés. Sur cette page, ajuster le nombre de lectures de OCR basale ainsi que OCR maximale (après injection 1 avec FCCP) et non-mitochondriale OCR (après injection 2 avec l’azoture de sodium).
    Remarque : Chaque mesure est précédée d’un mélange et l’étape d’attente et les délais d’exécution pour ces paramètres sont indiqués dans le tableau 2.
  4. Sélectionnez la flèche sur le coin inférieur droit et une invite pour la plaque de cartouche de capteur de charge s’affiche. Veiller à ce que la plaque de cartouche de capteur est chargée dans la bonne orientation, suivant les instructions sur l’écran de rappel rapide. Le respiromètre sera maintenant équilibrer la cartouche.
    NOTE : Cet équilibre donne amplement le temps de placer les animaux à doser dans le puits de la plaque cellulaire.

4. préparation du ver plat et épreuve

  1. Ajouter 200 µL de tampon de M9 dans chacun des 8 puits de la plaque cellulaire et dans les réservoirs qui entourent les puits.
  2. Ramasser 100 ~ vers de chaque souche sur des plaques de NGM non ensemencées et laisser reposer pendant 2-3 min. mouillé la fin de la pioche de platine avec un tampon M9 et choisir 20 animaux âge synchronisées dans puits B-G, laissant les puits de fond A et H vide.
    Remarque : Après le chargement chacun Eh bien, attendez environ 2 min pour que les animaux puissent s’installer dans le fond des puits. Il est également souhaitable qu’une courbe numéro ver être exécuté afin d’optimiser le nombre de vis sans fin / puits pour chaque instrument et le laboratoire.
  3. Maintenant, le respiromètre doit être étalonné et en cliquant sur OK sur l’écran, la plaque contenant un tampon d’étalonnage est éjectée et peut être retirée de la respiromètre, tandis que la cartouche de capteur reste à l’intérieur de l’instrument. Remettez la plaque calibrant avec la plaque contenant les animaux. Plaque de charge et fermer la porte en appuyant sur continuer et permettent le dosage à exécuter.

5. analyse des données post expérience

  1. Une fois la série de test est terminée, suivez les invites à l’écran et enlever la plaque cellulaire et la cartouche de sonde et insérer un lecteur flash dans le port USB pour enregistrer les données d’exécution au format .war. Retirez la cartouche de capteur et que les animaux puissent se déposent au fond des puits pour environ 2 min. placer les plaques de la cellule sous une stéréo binoculaire et compter le nombre d’animaux par puits.
  2. Ouvrez le logiciel d’analyse sur l’ordinateur et ouvrez l’onglet de normalisation pour normaliser les OCR à plusieurs animaux. Appliquer des étiquettes correspondant aux différents groupes sous l’onglet modifier et exporter le fichier comme un fichier de prisme pour une analyse ultérieure.
    Remarque : La moyenne des cinq premières mesures, avant l’ajout de FCCP est l’OCR basale, alors que la moyenne des cinq mesures après que addition de FCCP est l’OCR maximale et la moyenne des cinq dernières mesures (minimum de deux mesures devrait être fait) après que addition de l’azoture de sodium est le taux de respiration non-mitochondriale. Le test doit être répété trois fois pour assurer la reproductibilité.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En utilisant le protocole décrit dans les présentes, OCR des animaux de type sauvage et trois différents sel-12 mutant souches ont été déterminés. sel-12 encode les orthologues de c. elegans de préséniline17. Mutations humaine préséniline sont l’aberration génétique plus commune associée au développement de la maladie d’Alzheimer familiale18. Nos études ont montré des niveaux élevés de calcium mitochondrique du sel-12 animaux mutants par rapport au type sauvage animaux3. Étant donné que le dérèglement de calcium peut entraîner l’altération de la fonction mitochondriale3,19,20, OCR en sel-12 mutant et animaux de type sauvage ont été mesurés pour examiner l’effet des mutations de sel-12 sur la fonction mitochondriale et la santé. Animaux de type sauvage a constamment montré basales taux OCR inférieurs à 5 pmol/min/ver, tandis que les trois souches de mutants de sel-12 ont montré significativement élevé OCR de ~ 7 pmol/min/ver (Figure 3 et Figure 4). Suite à l’ajout de FCCP, comme prévu, il y avait une augmentation de l’OCR de type sauvage, mais aussi des mutants de sel-12 (Figure 3 et Figure 5). Animaux de type sauvage montrés OCR maximale de ~ 7 pmol/min/ver, alors que le sel-12 mutants avaient OCR de ~ 10 pmol/min/ver (Figure 5).

Figure 1
Figure 1 : schéma des principaux acteurs impliqués dans la respiration cellulaire et l’effet de l’azoture de sodium et FCCP. Transfert d’électrons du NADH à l’ETC complexe que j’ai entraîne la génération d’un gradient électrochimique à travers la membrane mitochondriale interne que protons obtenir pompées à travers elle. Protons qui revient dans la matrice mitochondriale de l’espace intermembranaire via des résultats complexes de V dans la synthèse d’ATP. L’addition de FCCP entraîne le dételage de la remorque de ce processus en perturbant le potentiel de membrane mitochondrial et ainsi la synthèse d’ATP, alors que la consommation d’oxygène continue, permettant la mesure de l’OCR maximale. Azide de sodium (NaN3) est un inhibiteur des complexes IV et V, permettant ainsi la mesure de la respiration mitochondriale-non. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Schéma des étapes à suivre pour la mesure de l’OCR chez c. elegans. Les cinq étapes impliquées dans le programme d’installation de dosage et exécuter (gauche) et un calendrier pour chaque étape (àdroite). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : le profil caractéristique OCR dans c. elegans respirométrie. Les cinq valeurs initiales montrent la respiration de base, suivie de cinq lectures de maximal et cinq lectures de la respiration mitochondriale-non après des injections FCCP et sodium azide, respectivement. Barres d’erreur représentent l’écart-type de mesure (SEM). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : La respiration de base dans le type sauvage et divers mutants de sel-12 . Moyenne de la respiration de base en 1 jour adulte appariés selon l’âge de type sauvage et sel-12 animaux mutants. Données compilées à partir de dosage trois répétitions. Barres d’erreur représentent SEM et *** indique p < 0,0001. p valeurs ont été calculées à l’aide d’un à deux t-test. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Respiration maximale dans le type sauvage et divers mutants de sel-12 . Moyenne de respiration maximale en 1 jour adulte appariés selon l’âge de type sauvage et sel-12 animaux mutants après injection FCCP. Données compilées à partir de dosage trois répétitions. Barres d’erreur représentent SEM et *** indique p < 0,0001. p valeurs ont été calculées à l’aide d’un à deux t-test. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Tampon de M9 (1 L)
dH2O 1 000 mL
NaCl 5 g
KH2PO4 3 g
Na2HPO4 6 g
1 M MgSO4 1 mL * ajouter après la stérilisation
Partagé entre 2 bouteilles : 500 mL chacun. Autoclave sur cycle liquide (15 min exposition)
Solution d’eau de Javel (50 mL)
dH2O 36 mL
Eau de Javel 14 mL
10 N NaOH 800 ΜL
Plaques de croissance de nématode 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
a. autoclave sur cycle liquide (45 min exposition), laisser refroidir à ~ 60 ° C et ensuite utiliser une technique stérile et ajouter ce qui suit :
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
cholestérol 5 mg/mL 1 mL 0,5 mL 0,25 mL
b. agiter pour bien mélanger après chaque addition. Après que tous les ajouts sont faits, versez les plaques

Tableau 1 : Recettes pour assiettes NGM, M9 tampon et solution javellisée.

Calibration Basale FCCP Azoture de sodium
Port (s) : A Port (s) : B
L’équilibration : Oui Mix : 00:02:00 Mix : 00:02:00 Mix : 00:02:00
Attente : 00:00:30 Attente : 00:00:30 Attente : 00:00:30
Mesure : 00:02:00 Mesure : 00:02:00 Mesure : 00:02:00
Cycles : 5 Cycles : au moins 5 Cycles : 2−5
Durée : 00:22:30 Durée : 00:22:30 Durée : 00:09:00

Tableau 2 : paramètres de dosage caractéristique en C. elegans respirométrie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

La respiration mitochondriale est un indicateur perspicace de la fonction mitochondriale ; par conséquent, être capable de mesurer les taux de consommation d’oxygène dans un système biologique, si in vitro ou in vivo est extrêmement précieux. Respiromètres détecte les niveaux d’oxygène à l’aide de phosphores axée sur la porphyrine qui s’éteint par l’oxygène ou par l’intermédiaire de capteurs d’oxygène ampérométrique qui reposent sur la génération d’une proportionnelle de courant électrique à pression d’oxygène. Électrode de Clark tombe dans cette dernière catégorie et a été largement utilisé dans la littérature, en particulier lors de l’analyse de la respiration chez c. elegans. Toutefois, la nécessité d’un grand échantillon et l’impossibilité d’évaluer plus d’un échantillon à la fois rend ampérométrique sondes d’oxygène inefficace.

Ce protocole prévoit un guide simple pour mesure OCR de c. elegans vivants, intact sans l’isoler des mitochondries, un processus qui pourrait avoir une incidence sur le potentiel de membrane mitochondrial et, par conséquent, l’OCR. Étant donné que les animaux présentent différent OCR grâce à diverses étapes de la vie, animaux utilisés dans le présent protocole devrait être âge synchronisé. Les jeunes animaux ont OCR inférieur par rapport aux animaux adultes et les niveaux de l’OCR peuvent chuter à nouveau comme animaux âge également3. C. elegans sont également stérilisé par l’utilisation de FUdR pour s’assurer que les OCR ne sont pas confondus par la présence de la progéniture. Néanmoins, si les animaux de différentes tailles sont à examiner, stratégies de normalisation doivent être adressée.

Ce protocole utilise une pioche de platine pour transférer les animaux à la plaque de test. Contrairement au transfert de liquide des animaux, cette manipulation permet au chercheur de l’examiner soigneusement et influent sur la santé des animaux avant et pendant le transfert. En outre, il permet pour un meilleur contrôle du nombre de ver et empêchera l’introduction des oeufs et de carcasses. Puisque les animaux sont vivants et agissants pendant l’exécution de l’essai, la variabilité est susceptible de découler de positionnement de la sonde. Dosages doit donc être faites en trois exemplaires et doit être répété au moins trois fois. Aussi, double vérification analyse post de comte animale est importante pour normaliser pour plusieurs animaux. Un inconvénient majeur de ce protocole est l’impossibilité de comparer plus de deux échantillons à la fois, sans compromettre le nombre de répétitions au sein d’un seul essai. Malgré cette restriction, le présent protocole peut être un outil de recherche très performant dans l’analyse OCR lorsqu’on compare les deux génotypes ou conditions. De plus, ce protocole pourrait être facilement adapté pour examiner l’OCR des animaux élevés sur les sources de différents aliments, suppléments ou traitements médicamenteux.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Les auteurs tenons à remercier le Dr Kevin Bittman pour ses conseils dans l’établissement de l’hippocampe XFp dans le laboratoire. National Institutes of Health accorder que gm088213 prise en charge de ce travail.

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

Biologie numéro 144 c. elegans la respiration taux de consommation d’oxygène (OCR) respiromètre mitochondries métabolisme
Mesure des taux de consommation d’oxygène intactes de <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