Evnen til at måle stofskiftet er afgørende for en fuldstændig forståelse af en organisme i dens miljømæssige kontekst. For eksempel er det nødvendigt at måle metabolisk hastighed for at forstå dens rolle i levetid¹, kostens rolle i metabolisme² eller tærsklen for hypoxisk stress³.

Der er to generelle tilgange til måling af stofskiftet⁴. Direkte kalorimetri måler energiforbruget direkte ved at måle varmeproduktionen. Indirekte kalorimetri måler energiproduktion på andre måder, ofte via respirometrisk måling af O2-forbrug (V_O2), CO₂ -produktion eller begge dele. Selvom direkte kalorimetri er blevet anvendt på små ektotermer, herunder Drosophila melanogaster⁵, er respirometri teknisk enklere og mere almindeligt anvendt.

Flere former for respirometri er blevet brugt med succes til at måle metabolisk hastighed i vildtype og mutant D. melanogaster og har givet indsigt i de metaboliske virkninger af temperatur⁶, socialt miljø 3, diæt ^{3,7 og} neuroudviklingsforstyrrelser⁸. Disse falder i to klasser, som varierer betydeligt i omkostninger og kompleksitet. Manometri er den enkleste og billigste^9,10, hvor fluer placeres i et forseglet kammer^, der indeholder et CO₂ -absorberende middel, og som via en tynd kapillær er forbundet til et væskereservoir. Når_O2 forbruges og CO₂ absorberes, falder trykket i kammeret, og væske trækkes ind i kapillærrøret. Kapillærets væskefyldte volumen er derfor proportional med V_O2. Mere detaljerede versioner, som kompenserer for den kraft, der udøves af væsken i kapillærrøret, er også blevet brugt på D. melanogaster¹. Manometri har fordelene ved at være enkel og billig, men fordi den er følsom over for tryk, kræver konstante miljøforhold. Yderligere, fordi forbrugt O2 ikke erstattes, falder partialtrykket af O2 (P_O2) gradvist inde i kamrene.

Respirometri ved hjælp af gasanalyse anvendes også regelmæssigt til D. melanogaster. I dette tilfælde udtages gasser med regelmæssige mellemrum fra forseglede kamre, der indeholder fluer, og sendes til en infrarød analysator 2,6,11. Denne type apparater har de fordele, at den er tilgængelig kommercielt, er mindre følsom over for miljøforhold, og gasser opdateres under prøveudtagning, så P_O2 forbliver stabil. Udstyret kan dog være dyrt og komplekst at betjene.

Et nyudviklet coulometrisk mikrorespirometer¹² giver et billigt, følsomt og stabilt alternativ til eksisterende systemer. I praksis placeres en organisme i et lufttæt kammer, hvor den forbruger_O2, og den udåndede CO₂ fjernes af et absorberende materiale, hvilket resulterer i et nettofald i kammertrykket. Når det indre tryk falder til en forudindstillet tærskel (ON-tærskel), ledes strøm gennem en elektrolytisk_O2-generator, der returnerer trykket til en anden tærskel (OFF-tærskel), der stopper elektrolyse. Ladningsoverførsel over O2-generatoren er direkte proportional med den mængde O2, der kræves for at gentrykke kammeret og kan derfor bruges til at måle _O2, der forbruges af organismen⁴. Metoden er meget følsom, måler V O2 præcist, og den regelmæssige udskiftning af_O2 kan opretholde P_O2 på et næsten konstant niveau i timer eller dage.

Det coulometriske mikrorespirometer, der anvendes i denne undersøgelse, anvender en multimodal (tryk, temperatur og fugtighed) elektronisk sensor. Sensoren betjenes af en mikrocontroller, der registrerer små trykændringer og aktiverer O2-generation, når en lavtrykstærskel er nået₁₂. Dette apparat er samlet fra hyldedele, kan bruges med en lang række kamre og eksperimentelle miljøer og er blevet anvendt med succes til at undersøge virkningerne af kropsmasse og temperatur på billen Tenebrio molitor. I denne undersøgelse er mikrorespirometeret blevet tilpasset til at måle_O2-forbruget i D. melanogaster, som har ca. 1% af massen af T. molitor. Apparatets følsomhed er blevet øget ved at reducere tærsklen for aktivering af_{O2-generation}, og miljøstabiliteten er blevet forbedret ved at udføre eksperimenter i et temperaturstyret vandbad og ved at opretholde fugtigheden inde i kamrene på eller nær 100%.

CASK (Calmodulin-dependent Serine Protein Kinase) proteinet, en del af familien af membranassocierede guanylatkinaser (MAGUK), er et molekylært stillads i forskellige multiproteinkomplekser, og mutationer i CASK er forbundet med neuroudviklingsforstyrrelser hos mennesker og i D. melanogaster^13,14. En levedygtig D. melanogaster-mutant, CASK^Δ18, forstyrrer aktiviteten af dopaminerge neuroner¹⁵ og reducerer aktivitetsniveauet med mere end 50% sammenlignet med kongene kontroller^14,16. På grund af det reducerede aktivitetsniveau af CASK mutanter og katekolaminernes rolle i reguleringen af stofskiftet¹⁷ antog vi, at deres standard metaboliske hastighed, og derfor_O2-forbrug, ville blive dramatisk reduceret sammenlignet med kontroller.

_O2-forbruget blev målt i CASK^Δ18 og deres vildtypekongenere, w(ex33). Grupper af fluer blev anbragt i respirometrikamre, O2-forbrug blev målt,_O2-forbrug blev beregnet og udtrykt på både massespecifik og pr. Fluebasis. Apparatet registrerede V_O2 i vildtypefluer, der var i overensstemmelse med tidligere undersøgelser, og det kunne skelne mellem per-fly_O2-forbruget af vildtype- og CASK mutantfluer.