Een methode voor het kweken van Drosophila melanogaster onder axenic en gnotobiotische voorwaarden wordt gepresenteerd. Fly embryo's worden dechorionated in natriumhypochloriet, aseptisch in steriele voeding en grootgebracht in gesloten containers. Inenten van voeding en embryo's met bacteriën leidt tot gnotobiotische verenigingen, en bacteriële aanwezigheid wordt bevestigd door plating whole-body Drosophila homogenaten.
The influence of microbes on myriad animal traits and behaviors has been increasingly recognized in recent years. The fruit fly Drosophila melanogaster is a model for understanding microbial interactions with animal hosts, facilitated by approaches to rear large sample sizes of Drosophila under microorganism-free (axenic) conditions, or with defined microbial communities (gnotobiotic). This work outlines a method for collection of Drosophila embryos, hypochlorite dechorionation and sterilization, and transfer to sterile diet. Sterilized embryos are transferred to sterile diet in 50 ml centrifuge tubes, and developing larvae and adults remain free of any exogenous microbes until the vials are opened. Alternatively, flies with a defined microbiota can be reared by inoculating sterile diet and embryos with microbial species of interest. We describe the introduction of 4 bacterial species to establish a representative gnotobiotic microbiota in Drosophila. Finally, we describe approaches for confirming bacterial community composition, including testing if axenic Drosophila remain bacteria-free into adulthood.
De meeste dieren zijn nauw verbonden met bacteriën ( 'microbiota') vanaf de geboorte tot de dood 1. Vergelijkingen van micro-organisme-vrij ( 'axenic') en micro-organisme geassocieerde ( 'conventionele') dieren hebben aangetoond microben invloed op diverse aspecten van de gezondheid van dieren, met inbegrip van metabole, nutritionele, bloedvaten, lever, respiratoire, immunologische, endocriene en neurologische functie 2. De fruitvlieg Drosophila melanogaster is een belangrijk model voor het begrijpen van vele van deze processen in de aanwezigheid van microben 3,4 en voor het bestuderen microbiota invloed diergezondheid 5,6. Geen bacteriesoorten aanwezig in ieder individu ( 'core'), maar Acetobacter en Lactobacillus soorten numeriek domineren de microbiota van zowel laboratorium gekweekte en in het wild gevangen D. melanogaster. Andere Acetobacteraceae (inclusief Komagataeibacter en Gluconobacter), Firmicutes (zoals Enterococcus en Leuconostoc), en Enterobacteriaceae zijn ofwel vaak aanwezig in Drosophila personen bij lage overvloed, of onregelmatig aanwezig bij hoge overvloed 7-12.
De microbiota van Drosophila en zoogdieren is wisselvallig binnen en tussen de generaties 14,19. Microbiota wisselvalligheid kan leiden tot fenotypische lawaai bij het meten van microbiota-afhankelijke eigenschappen. Bijvoorbeeld, de Acetobacteraceae invloed lipide (triglyceride) opslag in Drosophila 15-18. Als Acetobacteraceae meer overvloedig in vliegen van een flacon is dan in een andere 19, kan isogene vliegen verschillende fenotypes 20 hebben. Een oplossing voor het probleem van microbiota onbestendigheid bij muizen 14 is in de praktijk sinds de 1960's, door invoering van een bepaalde gemeenschap van 8 dominante microbiële soort muizen- pups elke nieuwe generatie (gewijzigde Schaedler flora),zodat elk pup wordt blootgesteld aan dezelfde belangrijke leden van de muis microbiota. Deze praktijk bedieningsorganen voor microbiota samenstelling zelfs wanneer de microbiota is niet het primaire doel van de studie 32 en stelt precedent de aanwezigheid van belangrijke microben in verschillende experimentele omstandigheden te waarborgen.
Om de invloed van microben op Drosophila voeding te bepalen, hebben een aantal protocollen voor het afleiden van axenic fly lijnen ontwikkeld, met inbegrip van chloorbleekloog dechorionation van embryo's (hetzij afgeleid de novo elke generatie of generationally onderhouden door overschrijving op steriele diëten) en behandeling met antibiotica 13. Er zijn voordelen aan verschillende benaderingen, zoals gemak en snelheid voor beide antibiotica behandeling en seriële overdracht versus meer controle verstorende variabelen de novo dechorionation (bijvoorbeeld ei dichtheid resterende contaminerende microben, off-target antibiotische effecten). Ongeacht de wijze vanvoorbereiding, de introductie van bepaalde microbiële soorten embryo axenische maakt cultuur van Drosophila met gedefinieerde ( 'gnotobiotische') communities. Alternatief nabootsen het gebruik van Schaedler flora die gemeenschap kunnen worden geïnoculeerd conventioneel eitjes (volgende stappen 6-7) om de aanwezigheid van eigenschap beïnvloeden microben Elke flacon en ter voorkoming van complicaties van microbiota onbestendigheid. Hier beschrijven we het protocol voor het verhogen van axenic en gnotobiotische Drosophila door de novo dechorionation van embryo's, en voor het bevestigen van de aanwezigheid van ingevoerd of vervuilende microbiële taxa.
De hier beschreven methode is een van de verschillende benaderingen voor het embryo dechorionation 8,11,18,25,26,27, samen met alternatieve houderijsystemen axenic vliegen, met inbegrip van seriële overdracht van axenic volwassenen 18,27 of een behandeling met antibiotica 13,18. Andere dechorionation methoden omvatten ethanol wast en verminderen 11,25,26 of uit te breiden 8 hypochloriet behandeling. Verschillende wasstappen kunnen helpen grootbrengen verschil…
The authors have nothing to disclose.
Sommige details van dit protocol werden geoptimaliseerd met de hulp van Dr. Adam Dobson, die ook voorzien van nuttige opmerkingen over het manuscript. Dit werk werd ondersteund door de Stichting voor de National Institutes of Health (FNIH) subsidie nummer R01GM095372 (JMC, A (CN) W, AJD, en AED). FNIH subsidie nummer 1F32GM099374-01 (PDN), en Brigham Young University opstarten fondsen (JMC, MLK, MV). Publicatiekosten werden gesteund door de Brigham Young University College van Life Sciences en het ministerie van Plant and Wildlife Sciences.
Brewer's Yeast | MP Biomedicals, LLC. | 903312 | http://www.mpbio.com/product.php?pid=02903312 |
Glucose | Sigma Aldrich | 158968-3KG | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/158968?lang=en®ion=US |
Agar | Fisher–Lab Scientific | fly802010 | https://www.fishersci.com/shop/products/drosophila-agar-8-100mesh-10kg/nc9349177 |
Welch's 100% Grape Juice Concentrate | Walmart or other grocery store | 9116196 | http://www.walmart.com/ip/Welch-s-Frozen-100-Grape-Juice-Concentrate-11.5-oz/10804406 |
Cage: 32 oz. Translucent Round Deli Container | Webstaurant Store | 999L5032Y | http://www.webstaurantstore.com/newspring-delitainer-sd5032y-32-oz-translucent-round-deli-container-24-pack/999L5032Y.html |
Translucent Round Deli Container Lid | Webstaurant Store | 999YNL500 | http://www.webstaurantstore.com/newspring-delitainer-ynl500-translucent-round-deli-container-lid-60-pack/999YNL500.html |
Stock Bottles | Genesee Scientific | 32-130 | https://geneseesci.com/shop-online/product-details/?product=32-130 |
Droso-Plugs | Genesee Scientific | 49-101 | https://geneseesci.com/shop-online/product-details/?product=49-101 |
Nylon Mesh | Genesee Scientific | 57-102 | https://geneseesci.com/shop-online/product-details/715/?product=57-102 |
Plastic Bushing | Home Depot | 100343125 | http://www.homedepot.com/p/Halex-2-1-2-in-Rigid-Insulated-Plastic-Bushing-75225/100343125 |
Specimen Cup | MedSupply Partners | K01-207067 | http://www.medsupplypartners.com/covidien-specimen-containers.html |
Repeater M4 | Eppendorf | 4982000322 | https://online-shop.eppendorf.us/US-en/Manual-Liquid-Handling-44563/Dispensers–Burettes-44566/Repeater-M4-PF-44619.html |
50 ml Centrifuge Tubes | Laboratory Product Sales | TR2003 | https://www.lpsinc.com/Catalog4.asp?catalog_nu=TR2003 |
Food Boxes | USA Scientific | 2316-5001 | http://www.usascientific.com/search.aspx?find=2316-5001 |
Lysing Matrix D Bulk | MP Biomedicals, LLC. | 116540434 | http://www.mpbio.com/search.php?q=6540-434&s=Search |
Filter Pipette Tips, 300μl | USA Scientific | 1120-9810 | http://www.usascientific.com/search.aspx?find=1120-9810 |
Petri Dishes | Laboratory Product Sales | M089303 | https://www.lpsinc.com/Catalog4.asp?catalog_nu=M089303 |
Ethanol | Decon Laboratories, INC. | 2701 | http://www.deconlabs.com/products.php?ID=88 |
Paintbrush | Walmart | 5133 | http://www.walmart.com/ip/Chenille-Kraft-5133-Acrylic-Handled-Brush-Set-Assorted-Sizes-colors-8-Brushes-set/41446005 |
Forceps | Fisher | 08-882 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-medium-pointed-forceps-3/p-128693 |
Household Bleach (6-8% Hypochlorite) | Walmart | 550646751 | http://www.walmart.com/ip/Clorox-Concentrated-Regular-Bleach-121-fl-oz/21618295 |
Universal Peptone | Genesee Scientific | 20-260 | https://geneseesci.com/shop-online/product-details/?product=20-260 |
Yeast Extract | Fisher Scientific | BP1422-500 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisher-bioreagents-microbiology-media-additives-yeast-extract-3/bp1422500?matchedCatNo=BP1422500 |
Dipotassium Phosphate | Sigma Aldrich | P3786-1KG | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/search?term=P3786-1KG&interface=All&N=0&mode=match%20partialmax&lang=en®ion=US&focus=product |
Ammonium Citrate | Sigma Aldrich | 25102-500g | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/search?term=25102-500g&interface=All&N=0&mode=match%20partialmax&lang=en®ion=US&focus=product |
Sodium Acetate | VWR | 97061-994 | https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?catalog_number=97061-994 |
Magnesium Sulfate | Fisher Scientific | M63-500 | https://www.fishersci.com/shop/products/magnesium-sulfate-heptahydrate-crystalline-certified-acs-fisher-chemical-3/m63500?matchedCatNo=M63500 |
Manganese Sulfate | Sigma Aldrich | 10034-96-5 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/search?term=10034-96-5&interface=CAS%20No.&N=0&mode=match%20partialmax&lang=en®ion=US&focus=product |
MRS Powder | Sigma Aldrich | 69966-500G | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/69966?lang=en®ion=US |
96 Well Plate Reader | BioTek (Epoch) | NA | http://www.biotek.com/products/microplate_detection/epoch_microplate_spectrophotometer.html |
1.7 ml Centrifuge Tubes | USA Scientific | 1615-5500 | http://www.usascientific.com/search.aspx?find=1615-5500 |
Filter Pipette Tips, 1000μl | USA Scientific | 1122-1830 | http://www.usascientific.com/search.aspx?find=1122-1830 |
96 Well Plates | Greiner Bio-One | 655101 | https://shop.gbo.com/en/usa/articles/catalogue/article/0110_0040_0120_0010/13243/ |
Ceramic Beads | MP Biomedicals, LLC. | 6540-434 | http://www.mpbio.com/product.php?pid=116540434 |
Tissue Homogenizer | MP Biomedicals, LLC. | 116004500 | http://www.mpbio.com/product.php?pid=116004500 |
Class 1 BioSafety Cabinet | Thermo Scientific | Model 1395 | http://www.thermoscientific.com/en/product/1300-series-class-ii-type-a2-biological-safety-cabinet-packages.html |