Измерение продолжительности жизни Drosophila funebris

Характеристика старения как неизбежного процесса, заключающегося в снижении функциональности организма. Анализ влияния предельного снижения функциональности на преждевременную заболеваемость. Изучение особенностей продолжительности жизни мухи Drosophila.

Рубрика Биология и естествознание
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 27.08.2020
Размер файла 584,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИЗМЕРЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ DROSOPHILA FUNEBRIS

старение организм функциональность drosophila

Булыгин А.А.1, Пастухова Е.И.2,

1, 2 ФГБОУ ВО Челябинский

государственный университет, Челябинск, Россия

Аннотация

Старение является неизбежным процессом, заключающимся в снижении функциональности организма. Предельное снижение функциональности в итоге приводит к болезням и смерти. Поэтому проблема старения в наше время очень актуальна. Её изучают на разных уровнях: от молекулярного до популяционного. Одной из моделей для изучения продолжительности жизни являются мухи Drosophila, самым известным видом которых является D. melanogaster. В нашей работе мы покажем, что с тем же успехом для опытов на продолжительность жизни может быть использован вид D. funebris.

Ключевые слова: продолжительность жизни, разведение, оптимальные условия, дрозофила большая, модельный объект.

MEASURING THE LIFE EXPECTANCY OF DROSOPHILA FUNEBRIS

Research article

Bulygin A.A.1, Pastukhova E.I.2,

1, 2 FSBEI HE Chelyabinsk State University, Chelyabinsk, Russia

Abstract

Aging is an inevitable process, which involves the reduction of body functionality. The ultimate decrease in functionality leads to illness and death. Therefore, the problem of aging is relevant. It is studied at different levels: from molecular to the population level. One of the models for studying life expectancy is the use of Drosophila flies, the most famous of which is called D. melanogaster. In our work, we show that D. funebris species can be also be successfully used for the study of life expectancy.

Keywords: life expectancy, breeding, ideal conditions, Drosophila funebris, model object.

Введение

Drosophila funebris - давно известный вид мух семейства Drosophilidae. Первые его исследования начали проводиться в 20-ых годах прошлого века после того, как Стёртевант привёл первое описание в 1921 году [1].

Но работ, в которых бы изучались какие-либо общие свойства данного вида, с того времени было немного. В работах [2], [3] содержится лишь небольшое количество данных о его условиях развития и жизни. Намного большее внимание было уделено D. melanogaster [4], [5], [6], но при попытке в точности применить для D. funebris методику из данных работ очень быстро возникают проблемы, решение которых требует учёта особенностей D. funebris. Здесь мы подробно опишем нашу методику подготовки и проведения опыта на продолжительность жизни D. funebris.

Методы и принципы исследования

Приготовление среды для разведения мух начинается с определения необходимого количества каждого из составляющих. Мы используем следующий рецепт: 1 л дистиллированной воды, 13 г агара, 107 г прессованных дрожжей, по 37 г сахара и манки и 3 мл пропионовой кислоты [7]. После варки среда остужается примерно до 60?C для добавления консерванта, например - пропионовой кислоты. Более высокая температура будет означать большее испарение кислоты. После разлива среды пробирки затыкают ватными затычками, обожжёнными над спиртовкой.

Количество среды, разливаемое в пробирки, зависит от конкретных целей. Если нужно получить потомство от одной пары особей, то достаточным будет 4-5 мл в пробирке объёмом 15 мл (рис. 1). При большом количестве особей для избежания перенаселения личинками стоит рассчитывать 1 мл на одну самку. Для обычного поддержания линий данное соотношение можно уменьшить вдвое.

Несмотря на бомльшую терпимость личинок D. funebris, нежели D. melanogaster, к качеству среды [3], перенаселение всё же заметно сказывается на размерах тела взрослых мух, и как следствие на других показателях, в том числе и на продолжительности жизни. Для 15 мл пробирок мы считаем перенаселением случай, когда образуется больше 90 куколок. При количестве куколок больше 110 уже очень заметно снижается доля вылупляющихся мух и их масса. Оптимальным же количеством, по нашему мнению, является 50-70 куколок.

Рис. 1 - Пробирки для разведения мух

В опытах на собственно продолжительность жизни достаточно, чтобы слой среды в пробирке был не меньше 5 мм. Но при повышенных температурах содержания (выше 25C) имеет смысл наливать 7-8 мм среды для предотвращения её высыхания.

В качестве еды для взрослых мух используются те же дрожжи, разведённые в дистиллированной воде. Консистенция при этом должна напоминать молочную. Дрожжи наносят на поверхность среды кисточкой, простерилизованной кипячением. Важно, чтобы при смазывании не переносилось много жидкости на среду, иначе мухи могут увязнуть. Если смазывается свежеприготовленная среда, то стоит оставить её в холодильнике на сутки, так как намазанные дрожжи в таком случае высыхают дольше.

Для изучения яиц используются чашки Петри с агарозной средой. Её рецепт проще: агар, вода и сахар в тех же пропорциях. На одну чашку уходит по 20 мл среды. Яйца имеют белый цвет, поэтому для того, чтобы их увидеть, можно, например, добавлять в среду краситель (из натуральных хорошо подходят ягоды жимолости или черники). Среду в чашках также стоит смазать дрожжами, так как большинство яиц даже оплодотворённые самки D. funebris откладывают только через сутки после посадки.

Для измерения продолжительности жизни необходимо получить требуемое по условиям опыта количество одновозрастных имаго. Для этого в пробирки с 5 мл среды помещается 5-6 пар родителей. При оптимальных условиях можно ожидать одномоментного вылета 20-30 потомков в день.

Спаривание у D. funebris происходит только на 3-4 день после вылупления [3], что заметно больше, чем у D. melanogaster. Тем не менее, если для опыта нужны девственные мухи, их стоит изолировать уже после первого дня. При отборе по полу следует использовать бинокуляр или хорошую лупу, т.к. только так можно различить половые органы самцов и самок D. funebris.

Усыпление можно проводить разными методами. Самым простым является усыпление диэтиловым эфиром. Для этого девственных мух вытряхивают в морилку - специальную пробирку, закрывающуюся пробкой с куском ваты. На вату капают эфир, закрывают морилку и ждут засыпания. Время ожидания зависит от объёма морилки и количества мух. Оно больше, чем у D. melanogaster, и составляет 50-60 секунд для нескольких десятков мух в 15 мл морилке.

После усыпления мухи вытряхиваются на рабочую зону бинокуляра, а после определения пола пинцетом переносятся в свежие пробирки, которые оставляют на боку до момента восстановления мух (5-10 мин). В пробирку объёмом 15 мл с 2 мл среды стоит помещать не больше 5 мух. Используя бомльшие пробирки, нужно исходить из расчёта отношения количество мух/площадь поверхности среды. Перетряхивание на новую среду, как и в случае с D. melanogaster, достаточно проводить два раза в неделю с промежутками не больше трёх дней.

При проведении опыта на продолжительность жизни мы рекомендуем заносить в табличный редактор столбец данных с датами начала опыта и смертей/потерь мух. Из этих данных легко получить времена жизни мух. Напротив этого столбца данных следует иметь столбец с индикаторами цензурирования: обычно это «1» для смерти и «0» для потери. Цензурирование позволяет учитывать потерянных мух для уточнения расчётов, а также позволяет прекратить опыт до смерти всех мух. В последнем случае рекомендуется установить одну продолжительность опыта для всех линий и всех серий. Тем не менее лучшим вариантом является продолжение опыта до гибели последней особи.

Анализ данных мы проводим в бесплатной программе Past 3.16 (рис. 2). Для построения кривой выживаемости Каплана-Мейера [8] эта программа требует на вход массив данных из двух столбцов: времена жизни и индикаторы цензурирования. Выделив эти два столбца или больше для большего количества линий, можно построить график, как на рисунке 2.

Рис. 2 - Построение кривых выживаемости в Past

Для определения статистической значимости различий между кривыми рекомендуют использовать лог-ранговый тест, так как другие два завышают значимость ранних смертей. Для более подробной информации по этому поводу можно обратиться к инструкции пользователя Past или к другой соответствующей литературе [9], [10].

Заключение

Опыт по определению продолжительности жизни D. funebris лёгок в понимании, но сложен в исполнении. Ключевыми факторами успешного эксперимента по измерению продолжительности жизни у D. funebris являются: 1) одномоментное получение достаточного количества одновозрастных мух; 2) оптимальные и постоянные температурные условия; 3) достаточное питание и влажность; 4) регулярная пересадка на свежую среду желательно без потерь; 5) продолжение опыта до гибели последней особи; 6) анализ полученных данных с применением подходящего статистического критерия. При соблюдении всех правил содержания D. funebris могут быть успешно использованы для опытов на продолжительность жизни и многих других.

Список литературы / References

1. Sturtevant A.H. The North American Species of Drosophila / A.H. Sturtevant // Nature. - 1921. - V. 107, №2702. - P. 743.

2. Perje A.M. Genetic and cytological studies of Drosophila funebris. Some sex-linked mutations and their standard order / A.-M. Perjie // Acta zoological. - 1955. - V. 36, №1. - P. 51-66.

3. Stalker H.D. Four New Species of Drosophila, with Notes on the Funebris Group / H.D. Stalker, W.P. Spencer // Ann Entomol Soc Am. - 1939. - V. 32, №1. - P. 105-112.

4. Linford N.J. Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster / N.J. Linford, C. Bilgir, J. Ro [et al.] // J Vis Exp. - 2013. - №71. e50068, Doi: 10.3791/50068

5. Bauer J.H. Dominant-negative Dmp53 extends life span through the dTOR pathway in melanogaster / J.H. Bauer, C. Chang, G. Bae and others // Mech Ageing Dev. - 2010. - V. 131, №3. - P. 193-201.

6. Economos A.C. Developmental Temperature and Life Span in Drosophila melanogaster / A.C. Economos, F.A. Lints // Gerontology. - 1986. - V. 32, №1. - P. 18-27.

7. Lewis E.B. A new standard food medium / E.B. Lewis // Drosophila Information Service. - 1960. - №34. - P. 117-118.

8. Kaplan, E.L. Nonparametric Estimation from Incomplete Observations / E.L. Kaplan, P. Meier // Journal of the American Statistical Association. 1958. - №53. - P. 457-481.

9. Cox D.R. Analysis of Survival Data / D.R. Cox, D. Oakes. New York: Chapman & Hall. 1984. 212 pp.

10. Petrie A. Medical Statistics at a Glance / A. Petrie, C. Sabin. Wiley-Blackwell. 2009. 183 pp.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Определение линии самца вида Drosophila melanogaster, которого "выберет" самка для скрещивания. Созревание яиц и продолжительность жизни мухи. Гаплоидный набор хромосом и число генов, которые определяют хорошо различимые признаки мухи дрозофилы.

    отчет по практике [18,6 K], добавлен 08.06.2011

  • Основные закономерности наследования генов, отвечающих за цвет глаз мух. Доказательство доминантности гена, определяющего окраску глаз у дикой линии мух с Х-хромосомой. Характеристика о особенности разведения мухи дрозофиллы (Drosophila melanogaster).

    практическая работа [529,2 K], добавлен 16.02.2010

  • Ареалы распространение палеарктических видов-двойников Drosophila группы virilis, обитающих в природных популяциях. Электрофоретический ключ для типировки взрослых особей. Ферменты, количество локусов, использованные для анализа видов-двойников Drosophila

    курсовая работа [4,5 M], добавлен 18.02.2010

  • Понятие о старости, особенности развития возрастной патологии, продолжительности жизни. Общие закономерности процесса старения. Изменения в организме при старении. Витаукт - антибиостарение, его проявления. Процесс старения клеток и субклеточных структур.

    реферат [28,1 K], добавлен 24.08.2011

  • Стійкість до голодування, здатність вижити в екстремальних умовах нестачі корму як характеристика пристосованості. Активність алкогольдегідрогенази у плодової мушки Drosophila melanogaster. Матеріали та методи, результати досліджень та їх обговорення.

    курсовая работа [63,0 K], добавлен 25.09.2009

  • Рекорды продолжительности жизни в различных странах и частях света. Причины меньшей продолжительности жизни мужчин по сравнению с женщинами в России. Факторы, отрицательно влияющие на длительность жизни. Заповеди долголетия и правильное питание.

    презентация [159,8 K], добавлен 19.10.2013

  • Хромосомна теорія спадковості. Кросинговер та конверсія генів. Хромосомні типи визначення статі. Експериментальне дослідження особливостей успадкування мутацій "white" та "cut" (відповідно "білі очі" та "зрізані крила") у Drosophila melanogaster.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 30.11.2014

  • Сущность биотестирования и предъявляемые к его методам требования. Место биотестирования на молекулярно-генетическом уровне. Характеристика Drosophila melanogaster как модельного биологического объекта. Питательные среды для поддержания линий дрозофил.

    дипломная работа [498,4 K], добавлен 07.10.2016

  • Изучение регуляции экспрессии генов как одна из актуальных проблем современной генетики. Строение генома Drosophila melanogaster. Характеристика перекрывающихся генов leg-arista-wing complex и TBP-related factor 2. Подбор рациональной системы экспрессии.

    дипломная работа [2,0 M], добавлен 02.02.2018

  • Геронтология - наука о старости и старении. Понятие социальной геронтологии, ее основные направления, цели и задачи. Долголетие как социально-биологическое явление. Биологические факторы, способствующие увеличению продолжительности жизни человека.

    реферат [26,2 K], добавлен 17.08.2011

  • Явление и значение атрофии гонад как признака гибридного дисгенеза. Экспериментальное установление изменчивости экспрессивности признака cubitus interruptus Dominant Drosophila melanogaster при индукции синдрома дисгенеза. Тест на атрофию гонад.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 01.11.2014

  • Основные причины и механизмы старения. Основные виды патологии пожилого и старческого возраста, их анатомические предпосылки. Снижение интенсивности энергетических процессов и сократительной способности миокарда. Пути увеличения продолжительности жизни.

    реферат [2,1 M], добавлен 27.08.2011

  • Молекулярно-генетические гипотезы старения. Феномен долгожителей горных народов культурными и средовыми факторами. Понятие геронтологии и гериатрии, возрастные изменения. Прогерия, симптомы заболевания. Критерии оценки биологического возраста человека.

    презентация [1,8 M], добавлен 21.02.2014

  • Возникновение геронтологии и ее проблемы на всем этапе развития. Особенности процесса старения человеческого организма. Способы продления физической жизни. Жизнь после смерти. Омоложение и восстановление организма. Взаимосвязь геронтологии и психологии.

    контрольная работа [86,1 K], добавлен 09.01.2008

  • Старение - заключительный этап онтогенеза, сопровождающийся снижением адаптационных возможностей организма. Характеристика основных причин смерти в ХХ веке в странах с высоким уровнем жизни. Структура российской смертности. Признаки и теории старения.

    презентация [1,0 M], добавлен 06.10.2016

  • Признаки и общая характеристика процесса старения, его влияние на нейроэндокринные механизмы регуляции клетки. Возрастная периодизация функционирования организма человека. Сравнительная характеристика преждевременного и физиологического старения.

    презентация [7,6 M], добавлен 28.09.2014

  • Общие понятия о старении, геронтологии. Описания биологического разрушительного процесса, приводящего к снижению адаптационных возможностей организма. Основные теории и признаки старения. Болезни в пожилом возрасте. Продление жизни и омоложение организма.

    реферат [23,2 K], добавлен 23.04.2013

  • Место обитания и основной рацион питания ужа обыкновенного. Изучение подвижности, маневренности и продолжительности рептилий. Исследование образа жизни животного, его брачного периода и размножения, инкубации яиц змеи. Отличие ужа от других змей.

    презентация [329,0 K], добавлен 27.10.2015

  • Исследование физиологии биологического процесса постепенной деградации частей и систем тела человека. Изучение основных средств профилактики преждевременного старения. Анализ характерных особенностей в физическом и психическом состоянии долгожителей.

    презентация [561,1 K], добавлен 05.11.2014

  • Понятие геронтологии в жизнедеятельности человека и ее развитие. Особенности процесса старения человеческого организма и его причины. Основные группы процесса старения. Проблемы геронтологии. Основные подходы в изучении старения и задачи геронтологии.

    реферат [25,6 K], добавлен 12.01.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.