Жир тела является центральным органом метаболизма в насекомых. Мы представляем системы культуры живой орган, который позволяет пользователю для изучения реакции изолированных жира тела ткани на различные стимулы.
Насекомых жира тела играет центральную роль в метаболизме насекомых и запаса питательных веществ, зеркального отображения функций печени и жировой ткани в позвоночных. Насекомых жира тела ткани обычно распространяется по всему телу насекомых. Однако это часто сконцентрированы в животе и придает брюшной стенки тела.
Москито тела жира является единственным источником желток белков, которые имеют решающее значение для производства яиц. Таким образом, в пробирке культуры тканей тела жира комаров представляет собой важную систему для изучения физиологии комаров, метаболизма и, в конечном счете, производство яиц. Жир тела культуры процесс начинается с подготовки растворов и реагентов, включая аминокислоты акций решения, Aedes физиологического раствора соляной раствор (APS), раствор кальция и тела жир питательной среды. Этот процесс продолжается с вскрытия жира тела, следуют экспериментальное лечение. После лечения может выполняться целый ряд различных анализов, включая РНК последовательности (РНК-Seq), ПЦР, западной помарки, протеомики и метаболомики.
В нашем примере эксперимента мы демонстрируем протокола посредством обрезания и культуры органов жира от желтой лихорадки комаров, Aedes aegypti, основной вектор арбовирусов, включая денге и чикунгунья Зика. RNA от жира тела, культивированный условиях физиологические известный upregulate желток белки против управления были предметом анализа РНК-Seq продемонстрировать потенциальную полезность этой процедуры для расследования экспрессии генов.
Комары являются векторами разрушительных болезней человека, включая малярия, лихорадка денге, чикунгуньи и Зика1,2,3. Несмотря на интенсивные международные усилия по сдерживанию этих заболеваний и контролировать болезнь передающих популяций комаров эпидемий болезней, переносимых комарами по-прежнему распространены, особенно в развивающихся странах. Эффективных вакцин против многих из этих заболеваний, либо недоступны, либо ограниченной эффективности4,5. Наиболее эффективным способом предотвратить вспышки является контроль популяций комаров, главным образом за счет использования инсектицидов лечения. Однако инсектицидам разработал среди многих популяций комаров и стать общей проблемой во всем мире6,,78. Изучение физиологии комаров имеет важное значение для разработки новых инструментов и стратегий для борьбы с болезнью.
Москито тела жир играет центральную роль в запаса питательных веществ и метаболические гомеостаза, размножение, ксенобиотиков катаболизма9,10,,1112. Это основные хранения орган для триглицеридов, гликоген и аминокислоты в форме хранения белков. Он также функционирует как расположение синтеза для большинства гемолимфа белков и метаболитов. В комаров жир тела является единственным источником производства белок желток, который возникает у женщин после того, как они принимают крови еды13,14.
Тип основной ячейки жир тела является большой, полиплоидных trophocyte или Адипоцит3,9,10,12. Жир тела ткани организована в долях или Шубы и можно найти во всех частях тела комаров, самая большая часть находится в животе, где большой долей жира тела прикреплены к брюшной стенки тела.
Система культуры жира тела комаров, представленные здесь была разработана в 70-х и остается мощным инструментом для изучения жира тела физиологии10, особенно в сочетании с текущей технологии анализа. Фонд этот метод основан на изоляции брюшной стенки тела и тканей связанных жира тела. Гидрофобная природа брюшной кутикулы вызывает его плавать на поверхности питательной среды, с прилагаемой лопастями брюшной жир тела погружен. Поддерживаются дыхальца и tracheolar структуры, обеспечение оксигенации культурной ткани. Отныне мы будет называть эти препараты «жир тела.» Изолированные жира тела остаются жизнеспособными в течение более чем 12 h когда инкубировали в соответствующей среде (неопубликованные результаты). Культура тела жира является ценным инструментом, который рассматривает целый ряд вопросов относительно жира тела эндокринологии и физиологии9,10,12,,1516, 17.
Искусственный жир тела могут быть подвергнуты различные экспериментальные и контроля лечения, сроки которого могут приниматься следователем. В конце инкубационного периода жир тела может собираться и обрабатываться по течению анализов, в том числе ПЦР16,,1718,19, западной blotting18 ,20, протеомики21или22метаболомики. Эксперименты могут выполняться на разных масштабах – от отдельных органов жира для групп из сотен, которые могут быть культивировали вместе.
Представитель результаты здесь были получены от органов жира, культивируемых в присутствии аминокислоты и 20-гидрокси экдистероидов стероидных гормонов для имитации крови еды активации vitellogenesis16,17, 23,24. Мы проанализировали и сравнили дифференциального ген выражение не активирована по сравнению с активированной жира тела через анализ секвенирование нового поколения.
Насекомых органной культуры широко использовался для изучения насекомых эндокринологии, развития и обмена веществ, а также изучить взаимодействие между конкретных органов и бактериальных симбионтами29,,3031, 32,,33–34. В vitro жира тела органной культуры был использован специально для изучения аминокислоты транспорта и регулирования производства белок желток комаров и других двукрылыхпо16,17,35 , 36. в процессе vitellogenesis, жир тела комара использует массив амино кислоты высокой специфичности транспортеров для импорта крови еды Производные аминокислот из гемолимфа синтезировать большое количество желток белки12 ,19,35,36. Культура тела жира сыграл разграничения потребностей в питании жир тела в этом контексте18.
Качество исходного материала, женский комаров, имеет решающее значение для успеха этих экспериментов. Личинки комаров поднял в переполненном под условия и кормили на высокой питательной диеты обычно производят лучшие результаты. Есть некоторые важные переменные следует учитывать при создании условий культуры жира тела комаров в лабораторных условиях с точки зрения экспериментальный дизайн. Мы показали в предыдущих исследованиях, которые экспрессии генов жира тела значительно варьируется в зависимости от индивидуальной истории жизни и состояния питания комаров11,22. Комаров культуры условия должны быть единообразными для уменьшения колебаний в размере и пищевые запасы экспериментальной комаров. Кроме того персонала, выполняющего вскрытия должны быть обучены для обеспечения быстрого и точного вскрытия с последовательные результаты. Жизнеспособность клеток в изолированных органах жира может быть проверена с помощью различных пятная методы37,38.
Экспериментальный дизайн эксперимента культура тела жира следует принимать во внимание количество вскрытия в определенный период времени. Когда требуются большие количества жира тела, может потребоваться несколько сеансов рассечение или несколько Диссекторы. Существует широкий спектр будущих приложений для в vitro культура тела жира в комаров и других насекомых. Это будет особенно полезен для тестирования потенциальных наркотиков кандидатов для насекомыми. Использование методов трансгенных насекомых для выражения конкретных репортер белков в жир тела trophocytes откроет новые методы для разработки мощных bioassays для изучения физиологии жира тела.
The authors have nothing to disclose.
Это исследование было поддержано NIH Грант #SC1AI109055, 2014 NMSU HHMI Грант #52008103 и NSF PGR Грант #1238731. Мы благодарим участников NMSU весной 2015 BIOL302 молекулярной методы класса и Lavesh Bhatia за их техническую поддержку с экспериментов культуры жира тела.
Scissors | Fiskars | 83872 | |
Fly pad | Genesee Scientific | 789060 | |
Battery-powered aspirator w/ collection vial | Hausherrs Machine Works, Inc. | 3740-01-210-2368 | |
Fine tip forceps | World Precision Instruments, Inc. | 500085 | |
Light microscope | Leica Microsystems | ||
96 well plate | Sigma | CL S3383 | |
Sucrose | Sigma | S9378 | |
Alanine | Sigma | A7627 | |
Arginine | Sigma | A5006 | |
Asparagine | Sigma | A0884 | |
Aspartic Acid | Sigma | A9256 | |
Cysteine | Sigma | W326305 | |
Glutamic Acid | Sigma | G1251 | |
Glutamine | Sigma | G3126 | |
Glycine | Sigma | G2879 | |
Histidine | Sigma | H6034 | |
Isoleucine | Sigma | I2752 | |
Lysine | Sigma | L5501 | |
Leucine | Sigma | L8000 | |
Phenylalanine | Sigma | P2126 | |
Proline | Sigma | P0380 | |
Serine | Sigma | S4500 | |
Threonine | Sigma | T8625 | |
Tryptophan | Sigma | T0254 | |
Tyrosine | Sigma | T3754 | |
Valine | Sigma | V0500 | |
Methionine | Sigma | M9625 | |
NaCl | Sigma | S7653 | |
KCl | Sigma | P9333 | |
MgCl2-6H2O | Sigma | M2670 | |
NaHCO3 | Sigma | S5761 | |
CaCl2-2H2O | Sigma | C8106 | |
Tris pH8.0 | Sigma | T1503 | |
EDTA | Sigma | E6758 | |
ddH2O | Sigma | W4502 |