Preparação de amostras de larvas de Drosophila por cromatografia gasosa / espectrometria de massa (GC-MS)-com base em metabolómica

Mosca da fruta Drosophila melanogaster emergiu como um sistema ideal para estudar o mecanismo molecular que regulam o metabolismo intermediário. Não só são a maioria das vias metabólicas conservadas entre Drosophila e seres humanos, mas chaves sensores de nutrientes e reguladores de crescimento, tais como a insulina, Tor e myc, também são ativos na mosca^1,2. Como resultado, a Drosophila pode ser usado para explorar a base metabólica de doenças humanas que variam de diabetes e obesidade a neurodegeneração e câncer. A este respeito, desenvolvimento larval de Drosophila fornece o quadro ideal para se estudar um programa metabólico conhecido como glicólise aeróbica, ou o efeito de Warburg. Assim como muitos tumores glicólise aeróbica para gerar biomassa de hidratos de carbono, então, para fazer a drosófila larvas ativam glicólise aeróbica para promover o crescimento do desenvolvimento^3,4,5. Essas semelhanças entre larval e metabolismo de tumor estabelecer drosófila como um modelo de chave para compreensão como aeróbio glicólise é regulamentado na vivo.

Apesar do fato que a mosca tem emergido como um modelo popular para estudar o metabolismo, a maioria dos estudos de Drosophila dependem de métodos que são projetados para medir metabólitos individual³, tais como a trealose, triglicérides ou ATP. Como um protocolo específico é necessária para medir cada metabólito, estudos baseados no ensaio são tendenciosas para aqueles compostos que podem ser medidos usando jogos comerciais, caro e trabalhoso. Uma solução para estas limitações emergiu do campo da metabolómica, que fornece um meio mais eficiente e imparcial de estudar o metabolismo de Drosophila . Ao contrário de um estudo baseado em ensaio, uma análise única metabolómica simultaneamente pode medir centenas de metabólitos de pequenas moléculas e fornecem uma compreensão abrangente de estado metabólico^{6,7 de um organismo}. Esta técnica expandiu-se significativamente o âmbito da drosófila estudos metabólicos e representa o futuro deste emergente campo⁸.

Metabolómica estudos são realizados principalmente utilizando três tecnologias: (i) ressonância magnética nuclear (NMR), (ii) líquida cromatografia / espectrometria de massa (LC-MS) e (iii) cromatografia gasosa / espectrometria de massa (GC-MS)⁹. Cada abordagem apresenta desvantagens e vantagens distintas, e todas essas tecnologias têm sido usadas para estudar com sucesso o metabolismo de Drosophila . Desde que a pesquisa conduzida em nosso laboratório está focada em metabolitos pequenos, polares, empregamos principalmente um método baseados em GC-MS. GC-MS fornece o usuário com um número de vantagens, incluindo a grande reprodutibilidade, pico resolução, sensibilidade, e a disponibilidade de uma espectral biblioteca de impacto (EI) de elétrons padrão, que permite a identificação rápida de descoberto metabólica características de^10,11. A preparação de amostras para GC-MS, no entanto, é um pouco complexa e exige uma cuidadosa atenção aos detalhes. Amostras devem ser coletadas, lavadas, pesava e congeladas em uma maneira que sacia rapidamente reações metabólicas. Além disso, a carcaça da mosca é resistente para protocolos padrão de homogeneização e requer um moinho do grânulo para garantir a extração de metabólito ideal. Finalmente, amostras analisadas por GC-MS devem se submeter a derivatização química antes da deteção¹². Enquanto os métodos publicados anteriormente descrevem todas estas etapas^3,13,14, um protocolo visual que permita que o usuário iniciante reproducibly gerar dados de alta qualidade ainda é necessária. Aqui vamos demonstrar como preparar amostras de larvas de Drosophila para análise metabolomics baseados em GC-MS. Este protocolo permite que o usuário reproducibly medir muitos dos pequenos metabólitos polares que compõem o metabolismo de carbono central.