Yetişkin Sivrisinekte Nöropeptitlerin ve Boşaltım Sisteminin Diğer Düzenleyicilerinin Aktivitesinin Incelenmesi
Summary
Bu protokol, Ramsay tahlilinin arkasındaki metodolojileri, iyon seçici mikroelekrodları, Tarama İyon seçici Elektrot Tekniğini (SIET) ve in vitro kasılma testlerini özetlemektedir, Malpighian tübülleri ve arkalarından oluşan yetişkin sivrisinek boşaltım sistemini incelemek için uygulanan, iyon ve akışkan salgı oranlarını, kontinentil aktiviteyi ve transepithelial iyon taşımacılığını toplu olarak ölçmek için.
Abstract
Böcek fizyolojisi çalışmaları, özellikle insanlarda ve diğer omurgalılarda hastalığa neden olan patojenlerin vektörleri olan türlerde, haşere kontrolü için yeni stratejiler geliştirmek için temel sağlar. Burada, nöropeptitlerin ve diğer nöronal faktörlerin (yani biyojenik aminlerin) sivrisinek, Aedes aegypti’nin boşaltım sistemindeki fonksiyonel rollerini belirlemek için rutin olarak kullanılan bir dizi yöntem açıklanmaktadır. Birincil idrar oluşumundan sorumlu malpighian tübülleri (MTs), sivrisinekten çıkarıldığında saatlerce çalışmaya devam edebilir ve hormon tedavilerini takiben sıvı salgısı ölçümlerine izin verebilir. Bu nedenle, Ramsay tahlili izole MTs’den salgı oranlarını ölçmek için yararlı bir tekniktir. İyon seçici mikroelekrodlar (ISME), salgılanan sıvıdaki iyon konsantrasyonlarını (yani Na+ ve K+) ölçmek için ardışık olarak kullanılabilir. Bu tahlil, çeşitli hormonların ve ilaçların etkilerini belirleyerek belirli bir zamanda birkaç MT’nin ölçülecekliğine izin verir. Tarama İyon seçici Elektrot Tekniği, iyonların neredeyse gerçek zamanlı olarak transepithelial taşınmasını belirlemek için iyon taşıma organlarının yüzeyine bitişik bozulmamış tabakadaki iyonik aktivitenin voltaj temsilcisini ölçmek için ISME kullanır. Bu yöntem, hormonların ve diğer düzenleyicilerin epitel boyunca iyon emilimi veya salgılanması üzerindeki rolünü anlamak için kullanılabilir. Hindgut kasılma tahlilleri, bu organın fazla sıvı ve atıkları giderme yeteneğini artırabilecek veya azaltabilecek miyoaktif nöropeptidleri karakterize etmek için de yararlı bir araçtır. Toplu olarak, bu yöntemler boşaltım sisteminin yetişkin sivrisineklerde nasıl düzenlendiği hakkında fikir sağlar. Bu önemlidir, çünkü boşaltım organlarının fonksiyonel koordinasyonu, eklozyondan sonra ve kan metrini elde etmek için uygun bir omurgalı konakçı bulmadan önce desiccation stresi gibi zorlukların üstesinden gelmede çok önemlidir.
Introduction
Böceklerde tuz ve su seviyelerinin korunması, çeşitli beslenme stratejilerinden yararlanarak birçok ekolojik ve çevresel nişte başarılı olmalarını sağlar1. Çoğu böcek, kendi çevreleriyle ilgili farklı zorluklara dayanmak için hemolimflerinin bileşimini dar sınırlar içinde düzenlemek için mekanizmalar geliştirmişdir2. Karasal böcekler genellikle su tasarrufu zorluğu ile karşı karşıyadır ve boşaltım sistemi su kaybını ve bazı temel tuzları önlemek için anti-diürez geçirir, bu nedenle desiccation kaçınır. Buna karşılık, diürezi böcek beslendiğinde ve fazla su ve potansiyel olarak tuzlarla mücadele edildiğinde ortaya çıkar3,4. Özel ve son derece aktif boşaltım sistemleri sayesinde, böcekler osmoregulatory zorluklarına karşı koymak için hareket eden düzenleyici mekanizmalar geliştirmişlerdir. Yetişkin Aedes aegypti sivrisineklerinde, boşaltım sistemi Malpighian tübüllerinden (MTs) ve arkadan oluşur, ikincisi ön ileum ve posterior rektumdan oluşur5. MT’ler, genellikle NaCl ve/veya KCl bakımından zengin olan birincil idrar üretmektir. Birincil idrar daha sonra tübülün aşağı doğru ilerlerken ve arka kapıya girerken salgı ve reabsorptive süreçlerle değiştirilir5. Son atılım, beslenme/ çevre koşullarına bağlı olarak hemolimf için hiper veya hiposmotik olabilir ve toksik ve azotlu atıklarda zenginleştirilir2.
MTs, çok çeşitli taşıma ve boşaltım işlevlerini yerine getirmeleri nedeniyle epitel sıvısı ve çözünür taşımacılığın birçok özelliği üzerinde çalışmak için idealdir2,6. Hormonal düzenleme2 aracılığıyla, MTs, kandan tübül lümen7’ye iyonlar ve diğer solutlar salgılayarak işlev görür ve suyun, reabsorptive hindgut2’ye doğru seyahat etmeden önce, toplu olarak birincil idrarı oluşturan aquaporins8,9 tarafından taşınmasına izin veren ozmotik bir gradyan sağlar2. Böylece, salgılanan sıvıyı izole edilmiş MT’lerden toplayarak, sıvı ve iyonların transepithelial naklini sürekli olarak izleyebilirsiniz. Salgı oranının ve idrar bileşiminin ölçülmesi, transepithelial iyon ve sıvı taşınımından sorumlu mekanizmalar hakkında fikir sağlar. Sıvı salgılama oranlarını incelemek için popüler bir yöntem, ilk kez Ramsay tarafından 195310’da tanıtılan Ramsay tahlildir. Bu yöntemde, tübüllerin distal (kapalı) ucu bir hormon (veya başka bir test bileşiği / ilacı) ile tedavi edilirken, proksimal (açık) uç, birincil idrarı salgılayan, pimin ucunda bir damlacık olarak biriken su doymuş parafin yağını bir pimin etrafına sarılır. İzole MT’ler, optimize edilmiş in vitro koşullar altında uzun süre (24 saate kadar) hayatta kalabilir ve çalışabilir, bu da onları sıvı salgısı ölçümü için uygun ve verimli modeller haline getirir. Böcekler açık dolaşım sistemlerine sahiptir, bu nedenle MT’ler genellikle hemolimf6’da serbestçe yüzdükleri için kolayca parçalara çıkarılır ve çıkarılır. Ek olarak, MTs11’den yoksun yaprak bitleri hariç, belirli bir böcek türündeki MT sayısı, bir böcekten birden fazla ölçüme izin veren dört ila yüzlerce (Aedes sivrisineklerinde beş) arasında önemli ölçüde değişebilir.
Aedes sivrisineklerindeki MT’ler, diğer endopterygot böcekleri ile ortak olarak, basit bir epitel oluşturan iki hücre türünden oluşur2,12; Lümene cations (na+ ve K+) aktif naklini kolaylaştıran büyük ana hücreler ve transepithelial Cl-secretion13’e yardımcı olan ince yıldız hücreleri. MT’ler innervated2 değildir ve bunun yerine hem idrar söktürücü hem de anti-diüretik faktörler de dahil olmak üzere çeşitli hormonlar tarafından düzenlenir, iyon taşımacılığının (özellikle Na+, K + ve Cl–) ve osmotik olarak zorunlu suyun kontrolüne izin verir2. Çok sayıda çalışma, endokrin faktörlerin transepithelial transport14,15,16,17,18 üzerindeki rolünü anlamak için Aedes MTs’nin hormonal düzenlemesini incelemıştır. Temsili sonuçlarda gösterildiği gibi, buradaki protokoller, hem diüretik hem de anti-diüretik kontrol de dahil olmak üzere yetişkin dişi A. aegypti sivrisineklerinden izole EDILMIŞ MT’ler üzerindeki farklı hormonal faktörlerin etkilerini göstermektedir (Şekil 1). Ramsay tahlili, anti-diüretik hormon olan AedaeCAPA-1’in diüretik hormon 31 (DH31) tarafından uyarılan MT’lerin sıvı salgısını nasıl inhibe ettiğini göstermek için kullanılır (Şekil 1).
Böceklerin daha küçük boyutu, sıvı örneklerindeki iyonik aktiviteyi ve konsantrasyonları ölçmek için veya MT’ler ve bağırsak gibi izole dokuların yüzeyine yakın mikro yöntemlerin geliştirilmesini gerektirmektedir. İyon konsantrasyonlarının ölçümü için salgılanan sıvı damlalarının toplanmasını gerektiren iyon19 radyoisotoplarının kullanımı da dahil olmak üzere çeşitli yöntemler uygulanmıştır20. Uyarılmış Aedes tübülleri in vitro tipik olarak ~0.5 nL/ min21 salgılar, bu nedenle bu tür küçük hacimlerin işlenmesi bir zorluk oluşturabilir ve transfer sırasında potansiyel olarak hata verebilir. Sonuç olarak, iyon seçici mikroelekrodlar (ISME’ler), tüp bebek olarak salgılanan MT damlacıklarındaki iyon konsantrasyonlarını ölçmek için yaygın olarak kullanılmıştır. Bu yöntemde, uygun dolgu çözeltisi ve iyonofor ile dolu bir referans elektrot ve ISME, iyon konsantrasyonlarını belirlemek için salgılanan idrar damlacıklarına konumlandırılmıştır22. Donini ve meslektaşlarından uyarlanmış23, bu mevcut protokol, yetişkin Aedes sivrisineklerinde uyarılmış MTs’den salgılanan damlacıklardaki iyon aktivitesini ölçmek için Na+seçici bir iyonofor kullanır. İyon seçici mikroelekrodlar iyon aktivitesini ölçttüklerinden, bu veriler kalibrasyon çözeltilerinin ve deneysel numunelerin aynı iyon aktivite katsayısını21 paylaştığı varsayımını takiben iyon konsantrasyonları olarak ifade edilebilir (Şekil 1B,C).
Tarama İyon seçici Elektrot Tekniği (SIET), iyonları taşıyan organlara, dokulara veya hücrelere bitişik bozulmamış katmandaki iyon konsantrasyon gradyanlarını ölçmek için ISME’lerden de yararlanır. ISME’ler, daha sonra iyon konsantrasyon gradyanlarını ve organ, doku veya hücredeki iyon akısının yönünü ve büyüklüğünü hesaplamak için kullanılabilecek voltaj gradyanlarını ölçer20. Bu teknikte, ISME, bilgisayarlı mikro-step motorlar tarafından kontrol edilen üç eksenli bir manipülatöre monte edilir, böylece 3B konumu mikrometre seviyesine kontrol edilir20. Gerilimler, bilgisayar yazılımı tarafından programlanmış ve kontrol edilen bir örnekleme protokolü kullanılarak karıştırılmamış katman içinde iki noktada ölçülür. İki nokta tipik olarak 20-100 μm’lik bir mesafe ile ayrılır ve organ, doku veya hücrenin yüzeyinin 5-10 μm içinde bir nokta ve ikinci nokta 20-100 μm daha uzaktadır. İki nokta arasındaki gerilimlerin büyüklüğü farkı, daha sonra Fick Yasası24,27 kullanılarak konsantrasyon gradyanını ve daha sonra net akıyı hesaplamak için kullanılan bir voltaj gradyanı24,25,26 elde etmek için hesaplanır. Bu yöntem, belirli iyonların böcek bağırsağı ve MT’lerin farklı bölgelerinde veya kan metrini veya tedavi maruziyetini takiben belirli zaman noktalarında taşınmasını değerlendirmek için yararlıdır. Örneğin, SIET, sivrisinek boşaltım sistemindeki emilimsel ve salgı süreçlerinin hormonlar28’in yanı sıra farklı beslenme davranışları ve yetiştirme koşulları25 tarafından nasıl düzenlendiğini anlamak için kullanılabilir. SIET’i kullanan önceki çalışmalar, larva ve yetişkin sivrisineklerin anal papilla ve rektum boyunca iyon taşımacılığında yer alan alanları ortaya çıkardı24,28. Paluzzi ve meslektaşları26 tarafından daha önce açıklanan mevcut protokol, yetişkin kadın rektumunun rektal ped epitelinde Na+ akısını ölçer (Şekil 2).
Sivrisinek boşaltım sisteminin son bölümü, yiyecekleri karıştırmaya ve atık salgılaya yardımcı olmak için koordineli kas hareketi gerektirir26. Midguttan emilemeyen sindirim ürünleri, MTs tarafından salgılanan birincil idrarla birlikte, pilorik kapaktan geçirilir ve arka cama teslim edilir2. Spontan arka kapak kasılmaları pilorik kapakta başlar ve epitel hücrelerinin bazal yüzeyini çevreleyen dairesel ve boyuna kasların koordineli kasılması yoluyla ileum üzerinden aktarılan peristaltik dalgalarda meydana gelir26. Son olarak, rektum içindeki kaslar anal kanaldan atıkların itmeye ve ortadan kaldırılmasına yardımcı olur. Böcek arkagözü hareketliliği miyojenik olmasına rağmen, spontan kasılmalar üretmek için hücre dışı Ca2+ gerektirse de, bu süreçler nöronally olarak da düzenlenebilir26,29,30. Sinir sistemi tarafından yapılan bu eksojen düzenleme, beslenmeden sonra önemlidir, çünkü hayvanın atıkları bağırsaktan atmalı ve hemolimf dengesini geri kazanmalıdır31. Sonuç olarak, miyostimülatör veya miyoinhibitory nöropeptidleri tanımlamak için in vitro biyoassayların gerçekleştirilmesi, nörokimyasalların hindgut hareketliliğini nasıl etkilediğini değerlendirmede yararlıdır. Lajevardi ve Paluzzi28 tarafından gerçekleştirilen mevcut protokol, nöropeptitlere yanıt olarak ileal hareketliliği incelemek için video kayıtlarını kullanır (Şekil 3). Benzer şekilde, bir veri toplama yazılımı aracılığıyla kasılma izlerini gözlemlemek için bir kuvvet dönüştürücüsü veya empedans dönüştürücüsü de kullanılabilir32,33. Bununla birlikte, video teknolojisini kullanmak, organı görsel olarak değerlendirmemize ve hormonların arka motilite üzerindeki rolünü tanımlamak için bir parametre alt kümesi kullanarak daha fazla analiz etmemize izin verir.
Bu tekniklerin kullanılması, boşaltım sistemi boyunca sıvı ve iyon taşımacılığını düzenleyen ve koordine eden faktörlerin ve arka cam hareketliliğinin karakterize edilmesine yardımcı olabilir. Daha da önemlisi, MTs tarafından diüretik yanıt ve hindgut hareketliliği arasında fonksiyonel bir bağlantı desteklenir, çünkü DH31 ve 5HT gibi diüretik hormonlar, MTs tarafından sıvı salgısını uyarma yetenekleri ile karakterizedir, ayrıca sivrisinek arkagözü boyunca miyotropik eylemler sergilediği bulunmuştur21,34,35 . Bu bulgular, hızlı atık eliminasyonu gerektiren böceklerde post-prandial diürezi gibi olaylar sırasında MTs ve hindgut arasındaki sıkı koordinasyonun önemini vurgulamaktadır.
Burada, sivrisinekteki sıvı salgı oranını ölçmek için Ramsay tahlil tekniğinin arkasındaki ayrıntılı yaklaşım, A. aegypti ve MTs’nin salgılanan sıvısı içindeki Na+ konsantrasyonlarını belirlemek için iyon seçici mikroelektodların kullanımı açıklanmıştır, bu da birleştirildiğinde transepithelial iyon taşıma oranlarının belirlenmesine izin verir. Ek olarak, Tarama İyon seçici Elektrot Tekniği ve hindgut kasılma tahlilleri, sırasıyla iyon akısını ve hareketliliği ölçmek için tanımlanmıştır, bu da arkagının hormonal regülasyonunu hafifletmeye yardımcı olur (Şekil 4).
Protocol
Representative Results
Discussion
Bir kan unu yutarken, hematophagus böcekleri hemolimflerinde aşırı solut ve su zorluğuyla karşı karşıya kalır2. Bununla başa çıkmak için, hormonal faktörler tarafından sıkı bir şekilde kontrol edilen ve böceklerin prandial diürezi hızla başlatmasına izin veren özel bir boşaltım sistemine sahiptirler. Ramsay tahlilleri ve iyon seçici mikroelekrodların kullanımı, izole edilmiş böcek MT’lerindeki iyon konsantrasyonları ve taşıma oranları ile birlikte sıvı salgı…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma, Kanada Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC) Discovery Grants tarafından AD ve J-PP’ye finanse edildi. AL ve FS, lisansüstü araştırmalarını desteklemek için NSERC CGS-M ödülleri aldı.
Materials
| 1 mL syringes | Fisher Scientific | 14955456 | |
| 35 mm Petri dishes | Corning Falcon (Fisher Scientific) | C351008 | |
| Borosillicate glass capillary filamented tubes (OD 1 mm, ID 0.58 mm, length 100 mm) |
World Precision Instruments | 1B100F-4 | used for ISME reference electrodes |
| Borosillicate glass capillary filamented tubes (OD 2 mm, ID 1.12 mm, length 102 mm) |
World Precision Instruments | 1B200F-4 | used for SIET reference electrodes |
| Borosillicate glass capillary unfilamented tubes (OD 1.5 mm, ID 1.12 mm, length 100 mm) |
World Precision Instruments | TW150-4 | used for ISME and SIET electrodes |
| CO2 pad | Diamed | GEN59-114 | |
| Dimethyltrimethylsilylamine solution | Sigma-Aldrich | 41716 | |
| Faraday cage | Custom | Can be fabricated by local machine shop | |
| Ferric chloride | Sigma-Aldrich | 157740 | |
| Forceps (Dumont #5) | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Glass Petri dish | Fisher Scientific | 08-748A | |
| Hydrated mineral oil | Fisher Scientific | 8042-47-5 | Specific brand is not important |
| INFINITY1-2CB video camera | Luminera | INFINITY1-2CB | |
| Micromanipulators (left and right handed) | World Precision Instruments | MMJL and MMJR | Specific brand is not important so long as high quality manipulator |
| Mineral Oil, Light | Fisher Scientific | 0121-4 | |
| Minutien pins (0.1 mm stainless steel) | Fine Science Tools | 26002-10 | |
| Non-hardening modeling clay | Sargent Art | Specific brand is not important | |
| Olympus light microscope (FOR SIET) | Olympus | customized system | |
| Plastic Pasteur (transfer) pipette | Fisher Scientific | 13-711-7M | |
| Poly-L-lysine solution (0.1 mg/mL) | Sigma-Aldrich | A-005-M | 84 kDa |
| Polyvinyl chloride (PVC) | Sigma-Aldrich | 81395 | |
| Scalpel Blade | Fine Science Tools | 10050-00 | |
| Scalpel Handle | Fine Science Tools | 10053-09 | |
| Schneider's Drosophila medium | Sigma-Aldrich | S0146 | |
| SIET system | Applicable Electronics | customized system | Details available at: http://www.applicableelectronics.com/overview |
| Silver wire | World Precision Instruments | AGW1010 | |
| Sodium ionophore II cocktail A | Fluka | 99357 | |
| Standard polystyrene Petri (culture) dishes | Fisherbrand | FB012921 | Any size would work, but 60 mm dishes are good for both dissections and assay |
| Stereomicroscope with ocular micrometer | Nikon | SMZ800 | |
| Sutter P-97 Flaming Brown Pipette puller | Sutter Instruments | FGPN7 | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Chemical Company | NC9285739 | |
| Tetrahydrofuran | Sigma-Aldrich | 401757 | |
| VWR advanced hotplate stirrer – aluminum | VWR | 9578 | Specific brand is not important |
References
- Paluzzi, J. P. V. Anti-diuretic factors in insects: the role of CAPA peptides. General and Comparative Endocrinology. 176, 300-308 (2012).
- Beyenbach, K. W. Transport mechanisms of diuresis in Malpighian tubules of insects. Journal of Experimental Biology. 206, 3845-3856 (2003).
- Bradley, T. J. Physiology of osmoregulation in mosquitoes. Annual Review of Entomology. 32, 439-462 (1987).
- Patrick, M. L., Aimanova, K., Sanders, H. R., Gill, S. S. P-type Na+/K+-ATPase and V-type H+-ATPase expression patterns in the osmoregulatory organs of larval and adult mosquito Aedes aegypti. Journal of Experimental Biology. 209, 4638-4651 (2006).
- Coast, G. The endocrine control of salt balance in insects. General and Comparative Endocrinology. 152, 332-338 (2007).
- Maddrell, S. H. P., Overton, J. A. Methods for the study of fluid and solute transport and their control in insect Malpighian tubules. Methods in Enzymology. , 617-632 (1990).
- Beyenbach, K. W., Oviedo, A., Aneshansley, D. J. Malpighian tubules of Aedes aegypti: Five tubules, one function. Journal of Insect Physiology. 39, 639-648 (1993).
- Misyura, L., Yerushalmi, G. Y., Donini, A. A mosquito entomoglyceroporin, Aedes aegypti AQP5, participates in water transport across the Malpighian tubules of larvae. Journal of Experimental Biology. 220, 3536-3544 (2017).
- Drake, L. L., Rodriguez, S. D., Hansen, I. A. Functional characterization of aquaporins and aquaglyceroporins of the yellow fever mosquito, Aedes aegypti. Scientific Reports. 5, 7795 (2015).
- Ramsay, J. A. Active transport of water by the Malpighian tubules of the stick insect, Dixippus morosus (Orthoptera, Phasmidae). Journal of Experimental Biology. 31, 104-113 (1954).
- Jing, X., White, T. A., Yang, X., Douglas, A. E. The molecular correlates of organ loss: the case of insect Malpighian tubules. Biology Letters. 11, 20150154 (2015).
- Halberg, K. A., Terhzaz, S., Cabrero, P., Davies, S. A., Dow, J. A. T. Tracing the evolutionary origins of insect renal function. Nature Communications. 6, 6800 (2015).
- O’Connor, K. R., Beyenbach, K. W. Chloride channels in apical membrane patches of stellate cells of Malpighian tubules of Aedes aegypti. Journal of Experimental Biology. 204, 367-378 (2001).
- Ionescu, A., Donini, A. AedesCAPA-PVK-1 displays diuretic and dose dependent antidiuretic potential in the larval mosquito Aedes aegypti (Liverpool). Journal of Insect Physiology. 58, 1299-1306 (2012).
- Coast, G. M., Garside, C., Webster, S. G., Schegg, K. M., Schooley, D. A. Mosquito natriuretic peptide identified as a calcitonin-like diuretic hormone in Anopheles gambiae (Giles). Journal of Experimental Biology. 208, 3281-3291 (2005).
- Clark, T. M., Bradley, T. J. Additive effects of 5-HT and diuretic peptide on Aedes Malpighian tubule fluid secretion. Comparative Biochemistry and Physiology. 119, 599-605 (1998).
- Veenstra, J. A. Effects of 5-hydroxytryptamine on the Malpighian tubules of Aedes aegypti. Journal of Insect Physiology. 34, 299-304 (1988).
- Pollock, V. P., et al. Conservation of capa peptide-induced nitric oxide signalling in Diptera. Journal of Experimental Biology. 207, 4135-4145 (2004).
- Maddrell, S. H. P., Gardiner, B. O. C. The passive permeability of insect Malpighian tubules to organic solutes. Journal of Experimental Biology. 60, 641-652 (1974).
- O’Donnell, M. J. Too much of a good thing: How insects cope with excess ions or toxins in the diet. Journal of Experimental Biology. 212, 363-372 (2009).
- Sajadi, F., Curcuruto, C., Al Dhaheri, A., Paluzzi, J. P. V. Anti-diuretic action of a CAPA neuropeptide against a subset of diuretic hormones in the disease vector Aedes aegypti. Journal of Experimental Biology. 221, (2018).
- Donini, A., O’Donnell, M. J., Orchard, I. Differential actions of diuretic factors on the Malpighian tubules of Rhodnius prolixus. Journal of Experimental Biology. 211, 42-48 (2008).
- Donini, A., et al. Secretion of water and ions by Malpighian tubules of larval mosquitoes: Effects of diuretic factors, second messengers, and salinity. Physiological and Biochemical Zoology. 79, 645-655 (2006).
- Donini, A., O’Donnell, M. J. Analysis of Na+, Cl-, K+, H+ and NH4+ concentration gradients adjacent to the surface of anal papillae of the mosquito Aedes aegypti: Application of self-referencing ion-selective microelectrodes. Journal of Experimental Biology. 208, 603-610 (2005).
- Durant, A. C., Donini, A. Development of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) mosquito larvae in high ammonia sewage in septic tanks causes alterations in ammonia excretion, ammonia transporter expression, and osmoregulation. Scientific Reports. 9, (2019).
- Paluzzi, J. P. V., Vanderveken, M., O’Donnell, M. J. The heterodimeric glycoprotein hormone, GPA2/GPB5, regulates ion transport across the hindgut of the adult mosquito, Aedes aegypti. PLoS One. 9, 86386 (2014).
- Nguyen, H., Donini, A. Larvae of the midge Chironomus riparius possess two distinct mechanisms for ionoregulation in response to ion-poor conditions. American Journal of Physiology: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 299, 762-773 (2010).
- Lajevardi, A., Paluzzi, J. -. P. V. Receptor characterization and functional activity of pyrokinins on the hindgut in the adult mosquito, Aedes aegypti. Frontiers in Physiology. 11, 490 (2020).
- Cook, B. J., Holman, G. M. The role of proctolin and glutamate in the excitation-contraction coupling of insect visceral muscle. Comparative Biochemistry and Physiology – Part C: Toxicology and Pharmacology. 80, 65-73 (1985).
- Robertson, L., Rodriguez, E. P., Lange, A. B. The neural and peptidergic control of gut contraction in Locusta migratoria: The effect of an FGLa/AST. Journal of Experimental Biology. 215, 3394-3402 (2012).
- Te Brugge, V. A., Schooley, D. A., Orchard, I. Amino acid sequence and biological activity of a calcitonin-like diuretic hormone (DH31) from Rhodnius prolixus. Journal of Experimental Biology. 211, 382-390 (2008).
- Lange, A. B., et al. The distribution and physiological effects of the myoinhibiting peptides in the kissing bug, Rhodnius prolixus. Frontiers in Neuroscience. 6, 98 (2012).
- Robertson, L., Chasiotis, H., Galperin, V., Donini, A. Allatostatin A-like immunoreactivity in the nervous system and gut of the larval midge Chironomus riparius: Modulation of hindgut motility, rectal K+ transport and implications for exposure to salinity. Journal of Experimental Biology. 217, 3815-3822 (2014).
- Kwon, H., Pietrantonio, P. V. Calcitonin receptor 1 (AedaeGPCRCAL1) hindgut expression and direct role in myotropic action in females of the mosquito Aedes aegypti (L.). Insect Biochemistry and Molecular Biology. 43, 588-593 (2013).
- Messer, A. C., Brown, M. R. Non-linear dynamics of neurochemical modulation of mosquito oviduct and hindgut contractions. Journal of Experimental Biology. 198, 2325-2336 (1995).
- Petzel, D. H., Berg, M. M., Beyenbach, K. W. Hormone-controlled cAMP-mediated fluid secretion in yellow-fever mosquito. The American Journal of Physiology: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 253, 701-711 (1987).
- Schellinger, J. N., Rodan, A. R. Use of the Ramsay assay to measure fluid secretion and ion flux rates in the Drosophila melanogaster Malpighian tubule. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (105), e53144 (2015).
- Paluzzi, J. -. P. V., Naikkhwah, W., O’Donnell, M. J. Natriuresis and diuretic hormone synergism in R. prolixus upper Malpighian tubules is inhibited by the anti-diuretic hormone, RhoprCAPA-α2. Journal of Insect Physiology. 58, 534-542 (2012).
- Rheault, M. R., O’Donnell, M. J., Morris, C. E. Organic cation transport by Malpighian tubules of Drosophila melanogaster: application of two novel electrophysiological methods. Journal of Experimental Biology. 207, 2173-2184 (2004).
- Sajadi, F., et al. CAPA neuropeptides and their receptor form an anti-diuretic hormone signaling system in the human disease vector, Aedes aegypti. Scientific Reports. 10, 1755 (2020).
- Rodan, A. R., Baum, M., Huang, C. L. The Drosophila NKCC Ncc69 is required for normal renal tubule function. American Journal of Physiology. 303, 883-894 (2012).
- Yu, M. J., Beyenbach, K. W. Effects of leucokinin-VIII on Aedes Malpighian tubule segments lacking stellate cells. Journal of Experimental Biology. 207, 519-526 (2004).
- Nowghani, F., et al. Impact of salt-contaminated freshwater on osmoregulation and tracheal gill function in nymphs of the mayfly Hexagenia rigida. Aquatic Toxicology. 211, 92-104 (2019).
- D’Silva, N. M., O’Donnell, M. J. Mechanisms of transport of H+, Na+ and K+, across the distal gastric caecum of larval Aedes aegypti. Journal of Insect Physiology. 121, 103997 (2020).
- Kolosov, D., O’Donnell, M. J. Malpighian tubules of caterpillars: blending RNAseq and physiology to reveal regional functional diversity and novel epithelial ion transport control mechanisms. Journal of Experimental Biology. 222, (2019).
- Jonusaite, S., Kelly, S. P., Donini, A. Tissue-specific ionomotive enzyme activity and K+ reabsorption reveal the rectum as an important ionoregulatory organ in larval Chironomus riparius exposed to varying salinity. Journal of Experimental Biology. 216, 3637-3648 (2013).
- O’Donnell, M. J., Ruiz-Sanchez, E. The rectal complex and Malpighian tubules of the cabbage looper (Trichoplusia ni): regional variations in Na+ and K+ transport and cation reabsorption by secondary cells. Journal of Experimental Biology. 218, 3206-3214 (2015).
- Simo, L., Park, Y. Neuropeptidergic control of the hindgut in the black-legged tick Ixodes scapularis. International Journal for Parasitology. 44, 819-826 (2014).
