מֵידָע

כלבי זבוב פירות


יש לי פח פסולת מזון בו אני שמה שאריות פירות. הפירות מגיעים מכל רחבי העולם, בעיקר מאירופה.

אני בבריטניה.

אני מניח שהביצים של זבוב הפירות כבר נמצאות בפרי, ובמקרה זה הן מקורן באותה מדינה כמו הפרי.

האם כולם אותו מין? האם אני יוצר כלאיים בפח האשפה שלי?


סביר להניח שהם לא כולם אותם מינים, שכן ישנם מינים רבים של זבובי פירות בבריטניה ובכל רחבי העולם. סביר שגם אתה לֹא יצירת כלאיים, מכיוון שלזבובי פירות יש התנהגויות הזדווגות ספציפיות המשתנות במהירות לפעמים אפילו בין הזנים.

בכל מקרה, אתה מניח שהביצים מגיעות עם הפירות, אבל זה כמעט לא ניתן להאמין אלא אם כן אתה כבר רואה זחלים כשאכלת את הפרי. תסיסנית מלנוגסטר יש את אחת ההתפתחויות המהירות ביותר (22 שעות מאז הפריית הביציות, אם כי זה יכול להשתנות עם הטמפרטורה). לכן, אם ניקח כמובן מאליו שבוע שבו הם הוצאו מהארץ עד שקניתם אותם (וזה מאוד אופטימי) כבר הייתם רואים זחלים בפרי. בקיצור, הזבובים שמשגשגים בפח הפירות שלכם הם זבובים נפוצים מבריטניה.

למקרה שתרצו לדעת, הזבובים הנפוצים ביותר בבריטניה על פי מאמר זה הם תסיסנית סובובסקורה ו אובסקורה, שהם די דומים בפיתוח ל- ד melanogaster.


סטריליות היברידית של תסיסנית

הרעיון של מין ביולוגי כקבוצה של אורגניזמים שמסוגלים להיכלל לייצר צאצאים קיימא מתוארך לפחות למאה ה -18, אם כי כיום הוא קשור לעתים קרובות עם ארנסט מאיר. מינים של זבוב הפירות תסיסנית הם אחד האורגניזמים הנפוצים ביותר במחקר אבולוציוני, ושימשו לבדיקת תיאוריות רבות הקשורות להתפתחות המינים. הסוג תסיסנית מורכב ממינים רבים בעלי דרגות שונות של בידוד מוקדם ואחרי (כולל סטריליות היברידית) ביניהם. מינים אלה שימושיים לבדיקת השערות של מנגנוני הרבייה העומדים בבסיס ההתפתחות.


זבובי פירות

אם ראית זבובים קטנים או חבטות במטבח שלך, כנראה שהם זבובי פירות. זבובי פירות יכולים להוות בעיה בכל ימות השנה, אך הם נפוצים במיוחד בסוף הקיץ/סתיו מכיוון שהם נמשכים לפירות וירקות בשלים או מותססים.

עגבניות, מלונים, סקווש, ענבים ופריטים מתכלים אחרים המובאים מהגינה הם לעתים קרובות הגורם להתפשטות המתפתחת בתוך הבית. זבובי פירות נמשכים גם לבננות נרקבות, תפוחי אדמה, בצל ושאר תוצרת לא מקוררת שנרכשת במכולת. דף עובדות זה יסביר כיצד מקורם של מחלות וכיצד ניתן למנוע אותן בבית או במקום העסק שלך.

ביולוגיה והתנהגות

זבובי פירות נפוצים בבתים, מסעדות, סופרמרקטים ובכל מקום אחר מותר לאוכל להירקב ולהתסיס. אורכם של מבוגר הוא כ 1/8 אינץ 'ובדרך כלל יש לו עיניים אדומות. החלק הקדמי של הגוף שחום והחלק האחורי שחור. זבובי פירות מטילים את ביציהם ליד פני השטח של מזון מותסס או חומרים לחים, אורגניים אחרים. עם צאתם, הזחלים הזעירים ממשיכים להאכיל ליד פני המסה התסיסה. מאפיין הזנת משטח זה של הזחלים הוא משמעותי בכך שניתן לחתוך חלקים פגומים או בשלים מדי של פירות וירקות מבלי שתצטרך להשליך את היתר מחשש לשמור על זחלים מתפתחים. פוטנציאל הרבייה של זבובי הפירות הוא עצום בהתחשב בהזדמנות, הם יטילו כ -500 ביצים. ניתן להשלים את כל מחזור החיים מביצה למבוגר תוך כשבוע.

זבובי פירות נמשכים במיוחד לפירות וירקות בשלים במטבח. אבל הם גם יתרבו במנקזים, פינוי אשפה, בקבוקים ופחיות ריקות, מיכלי אשפה, סמרטוטים וסמרטוטים לניקוי. כל מה שצריך לפיתוח הוא סרט לח של חומר תסיסה. נגיעות יכולות לנבוע מפירות או ירקות שהבשילו יתר על המידה שהיו בעבר נגועים והוכנסו לבית. המבוגרים יכולים גם לעוף מבחוץ מבעד לחלונות ולדלתות המוקרנים לא מספיק.

זבובי פירות הם בעיקר מזיקים מטרדים. עם זאת, יש להם גם פוטנציאל לזהם מזון בחיידקים ובאורגניזמים אחרים המייצרים מחלות.

מְנִיעָה

הדרך הטובה ביותר להימנע מבעיות בזבובי פירות היא לחסל מקורות משיכה. את התוצרת שהבשילה יש לאכול, להשליך או לקרר. יש לחתוך ולזרוק חלקים סדוקים או פגומים של פירות וירקות במקרה של ביצים או זחלים באזור הפצוע. תפוח אדמה או בצל רקוב אחד שנשכח בחלק האחורי של הארון, או נשפך של מיץ פירות מתחת למקרר יכול לגדל אלפי זבובי פירות. כך גם פח מיחזור המאוחסן במרתף שלעולם אינו מתרוקן או מנקה.

אנשים שיכולים להכין פירות וירקות בעצמם, או להכין יין, סיידר או בירה צריכים לוודא שהמכלים אטומים היטב אחרת, זבובי פירות יטילו את הביצים מתחת למכסה והזחלים הזעירים ייכנסו למיכל עם הבקיעה. חלונות ודלתות צריכים להיות מצוידים במסכים צמודים (16 רשתות) כדי לסייע במניעת כניסת זבובי פירות מבוגרים מבחוץ.

עֲקִירָה

ברגע שמבנה נגע בזבובי פירות, יש לאתר ולחסל את כל אזורי הרבייה הפוטנציאליים. אלא אם כן אתרי הרבייה יוסרו או ינוקו, הבעיה תימשך לא משנה באיזו תדירות מוחלים קוטלי חרקים כדי לשלוט במבוגרים. מציאת מקורות המשיכה והרבייה יכולה להיות מאתגרת מאוד ולעתים קרובות תדרוש מחשבה והתמדה רבות. ניתן לבדוק אתרי גידול פוטנציאליים שאינם נגישים (למשל, פינוי אשפה וניקוז) על ידי הדבקת שקית אחסון מזון פלסטיק שקופה מעל הפתח למשך הלילה. אם זבובים מתרבים באזורים אלה, המבוגרים יגיחו ויתפסו בשקית.

לאחר שמקור המשיכה והרבייה מסולק, ניתן להשתמש בקוטל חרקים מבוסס פירתרום על מנת להרוג כל הזבובים הבוגרים שנותרו באזור.

עם זאת, גישה טובה יותר היא לבנות מלכודת על ידי הנחת משפך נייר (מגולגל מדף נייר מחברת) לתוך צנצנת אשר לאחר מכן נחרט בכמה אונקיות חומץ. מניחים את מלכודת הצנצנות בכל מקום שנראים זבובי פירות. המלכודת הפשוטה אך האפקטיבית הזו תתפוס בקרוב את כל הזבובים הבוגרים שנותרו וניתן להרוג אותם או לשחרר אותם בחוץ.

זְהִירוּת! המלצות להדברה בפרסום זה רשומות לשימוש בקנטקי, ארה"ב בלבד! השימוש במוצרים מסוימים אינו חוקי במדינה או במדינה שלך. אנא בדוק עם סוכן המחוז המקומי שלך או עם גורם רגולטורי לפני השימוש בחומרי הדברה המוזכרים בפרסום זה.

כמובן, תמיד קרא ועקוב אחר הוראות התווית לשימוש בטוח בכל הדברה!


גנטיקאים מגלים גנים שהופכים כלאיים של זבובי פירות לסטרילים

בעוד שכלאיים - תוצאה של הזדווגות של שני מינים שונים - עשויים להציע תכונות מעניינות ומועילות, הם בדרך כלל סטריליים או אינם מסוגלים לשרוד. לדוגמה, פרד, תוצאה של הזדווגות סוס וחמור, היא סטרילית.

כעת, חוקרי קורנל ביצעו זיהוי ראשון של זוג גנים בכל מין האחראי לבעיות ייחודיות לכלאיים. החוקרים מצאו באופן ספציפי שני גנים משני מיני זבובי פירות (Drosophila melanogaster ו- D. simulans) המפריעים זה לזה, ובכך מונעים ייצור צאצאים זכרים.

הממצא עשוי בסופו של דבר לשפוך אור על הגורמים לקטלנות או עקרות בקרב כלאיים באופן כללי, ובמובן גדול יותר, מציע רמזים לאופן בו מינים מתפתחים מאבות אבות משותפים.

המחקר, שפורסם בגיליון 24 בנובמבר של מַדָע, מתמקד במוטציה המתרחשת לעיתים רחוקות בגן melanogaster D. המכונה "Hmr" (הצלה גברית היברידית) ומוטציה דומה בגן D. simulans שנקרא "Lhr" (הצלה היברידית קטלנית) שהופכים את הגנים הללו ללא תפקודיים. כאשר אחד מהגנים הללו "כבוי" ולאחר מכן נחצה עם מיני זבובי הפירות האחרים, הזכרים שורדים.

"מצאנו את הדוגמה הראשונה לשני גנים המתחברים כדי לגרום למוות בכלאיים של מינים", אמר המחבר הבכיר בעיתון, דניאל ברבש, פרופסור במחלקה לביולוגיה מולקולרית וגנטיקה של קורנל.

הממצא תומך במודל דובז'נסקי-מולר, תיאוריה משנות השלושים המצביעה על חוסר תאימות היברידית (כגון מוות או עקרות) נגרמות על ידי גנים שהתפתחו מאב קדמון משותף אך התפצלו בכל אחד מהמינים. ליתר דיוק, אצל האב הקדמון המשותף, ייתכן שהגנים הללו עבדו היטב ביחד. אך ככל שכל גן התפתח במינו שלו, הוא החל לקודד חלבונים שכבר אינם פועלים במינים האחרים.

במקרה זה, כאשר גנים מכל מין הושוו זה לזה, הגן Hmr ב- D. melanogaster וגן Lhr ב- D. simulans התפתחו כל אחד מהר הרבה יותר מרוב הגנים האחרים והתבדלו בשל הברירה הטבעית, שינוי גנטי עקב לחץ המועיל להישרדותו של מין. החוקרים היו רוצים ללמוד מה הגנים האלה עושים בדרך כלל בתוך המינים שלהם כדי להבין מדוע הם מתפתחים כל כך מהר.

המודל של דובז'נסקי-מולר מציע גם שהגנים המתפתחים הללו תלויים זה בזה כדי לגרום לחוסר תאימות היברידית.

עם זאת, כאשר ברבש ועמיתיו שיבטו כל גן והכניסו גן Lhr מ- D. סימולאנס ל- D. melanogaster, שני הגנים לא הפריעו זה לזה בזן המהונדס של D. melanogaster למרות שהגנים Lhr ו- Hmr מפריעים לכל אחד אחרים בכלאיים.

"זה אומר לנו שחייבים להיות מעורבים דברים אחרים בהכלאה" שמשפיעים על הזוגיות הבלתי תואמת של גנים אלה, אמר ברבש. בעבודות עתידיות החוקרים מקווים לקבוע אם הכלאיים מתים בגלל גנים נוספים כמו Hmr ו- Lhr, או בגלל הבדלים עדינים יותר בין הכרומוזומים של שני מינים אלה.


גנטיקאים מגלים גנים שהופכים כלאיים של זבובי פירות לסטרילים

בעוד שכלאיים - תוצאה של הזדווגות של שני מינים שונים - עשויים להציע תכונות מעניינות ומועילות, הם בדרך כלל סטריליים או אינם מסוגלים לשרוד. לדוגמה, פרד, תוצאה של הזדווגות סוס וחמור, היא סטרילית.

כעת, חוקרי קורנל ביצעו זיהוי ראשון של זוג גנים בכל מין האחראי לבעיות ייחודיות לכלאיים. החוקרים מצאו באופן ספציפי שני גנים משני מיני זבובי פירות (תסיסנית מלנוגסטר ו ד סימולאנס) המפריעים זה לזה, ובכך מונעים ייצור צאצאים זכרים.

הממצא עשוי בסופו של דבר לשפוך אור על הגורמים לקטלנות או עקרות בקרב כלאיים באופן כללי, ובמובן גדול יותר, הוא מציע רמזים לאופן בו מינים מתפתחים מאבות קדמונים משותפים.

המחקר, שפורסם בגיליון 24 בנובמבר של Science, מתמקד במוטציה המתרחשת לעתים רחוקות ב- ד melanogaster גן הנקרא "המר" (חילוץ זכרי היברידי) ומוטציה דומה ב- ד סימולאנס הגן הנקרא "Lhr" (הצלה היברידית קטלנית) שהופכים את הגנים הללו ללא מתפקדים. כאשר אחד מהגנים הללו "כבוי" ולאחר מכן נחצה עם מיני זבובי הפירות האחרים, הזכרים שורדים.

"מצאנו את הדוגמה הראשונה לשני גנים המתחברים כדי לגרום למוות בכלאיים של מינים", אמר המחבר הבכיר בעיתון, דניאל ברבש, פרופסור במחלקה לביולוגיה מולקולרית וגנטיקה של קורנל.

הממצא תומך במודל דובז'נסקי-מולר, תיאוריה משנות השלושים המצביעה על חוסר תאימות היברידית (כגון מוות או עקרות) נגרמות על ידי גנים שהתפתחו מאב קדמון משותף אך התפצלו בכל אחד מהמינים. ליתר דיוק, אצל האב הקדמון המשותף, ייתכן שהגנים הללו עבדו היטב ביחד. אך ככל שכל גן התפתח במינו שלו, הוא החל לקודד חלבונים שכבר אינם פועלים במינים האחרים.

במקרה זה, כאשר גנים מכל מין הושוו זה לזה, הגן Hmr ב ד melanogaster וגן Lhr ב ד סימולאנס כל אחד מהם התפתח מהר יותר מרוב הגנים האחרים והתבדל בגלל הברירה הטבעית, שינוי גנטי עקב לחץ המועיל להישרדותו של מין. החוקרים היו רוצים ללמוד מה הגנים האלה עושים בדרך כלל בתוך המינים שלהם כדי להבין מדוע הם מתפתחים כל כך מהר.

המודל של דובז'נסקי-מולר מציע גם שהגנים המתפתחים הללו תלויים זה בזה כדי לגרום לחוסר תאימות היברידית.

אולם כאשר ברבש וחבריו שיבטו כל גן והכניסו גן Lhr מ ד סימולאנס לְתוֹך ד melanogaster, שני הגנים לא הפריעו זה לזה במתוכנן ד melanogaster זן למרות שהגנים Lhr ו- Hmr מפריעים זה לזה במכלאות כלאיים.

"זה אומר לנו שחייבים להיות מעורבים דברים אחרים בהכלאה" שמשפיעים על הזוגיות הבלתי תואמת של גנים אלה, אמר ברבש. בעבודות עתידיות החוקרים מקווים לקבוע אם הכלאיים מתים בגלל גנים נוספים כמו Hmr ו- Lhr, או בגלל הבדלים עדינים יותר בין הכרומוזומים של שני מינים אלה.

המחקר מומן על ידי המכונים הלאומיים לבריאות.

כתב ויתור: AAAS ו- EurekAlert! אינם אחראים לדיוק מהדורות החדשות שפורסמו ל- EurekAlert! על ידי מוסדות תורמים או לשימוש במידע כלשהו באמצעות מערכת EurekAlert.


ירידה בחרקים באנתרופוקן

דיוויד ל. וגנר
כרך 65, 2020

תַקצִיר

דיווחים על ירידות חרקים ברחבי העולם בשל שושלות טיסה, קרקע וימיות. רוב הדיווחים מגיעים ממערב וצפון אירופה, שם חיות החרקים נחקרות היטב ויש נתונים דמוגרפיים ניכרים לגבי רבים וטקסונומיים. קרא עוד

איור 1: מיקום של 73 דיווחים על ירידת חרקים לפי טקסון או קבוצה, המותאמים מ- Sánchez-Bayo & amp Wyckhuys (156). כל ריבוע מייצג מחקר אחד, כשהבסיס של כל מוט מוערם ממוקם מעל.

איור 2: מגמות אוכלוסייה לחרקים במעקב אחר האיגוד הבינלאומי לשימור הטבע (IUCN) וחרקים בבריטניה מ- Dirzo et al. (34). (א) נתוני מגמה עבור Coleoptera (Col) המופיעים ברשימת IUCN, Hym.

איור 3: היפוך הון. היבט חשוב של דיווחי הירידה האחרונים הוא עדות לירידות אוכלוסייה תלולות במינים שופעים בעבר. (א) ארבה ההר הרוקי (spretus Melanoplus) -.


3 דרכים להיפטר מזבובי פירות

להיפטר מזבובי פירות הולך יד ביד עם מניעת התרבותם. אם אתה הורג כמה שיותר זבובים בוגרים תוך חיסול מקורות המזון ושטח הגידול שלך, אתה בדרך לנצח בקרב.

לחסל מקורות מזון

השלב הראשון להיפטר מזבובי הפירות הוא זיהוי כל המקורות הפוטנציאליים התומכים בהם, ואז מבטלים (או מניחים) אותם מקורות. בנוסף לפירות וירקות, הזבובים הזעירים האלה אוהבים דברים מתוקים (כמו מיץ שנשפך או ג'לי), חומרים מותססים (פחיות בירה פתוחות או בקבוקי יין), ודברים רקובים (רפש בתוך פחי אשפה וניקוז). מאותן סיבות, הם גם אוהבים זבל, פחיות מיחזור ומיכלי קומפוסט. את רוב הפירות אפשר לאחסן במקרר (במקום שהזבובים לא יכולים להגיע אליהם). יש לנקות או להוציא את כל מקורות המזון האחרים לזבובי פירות.

האשוח / כריסטינה טיודור

נסה כמה מלכודות

מלכודות זבובי פירות DIY נמצאות בכל רחבי האינטרנט, וכולן זולות וקלות לביצוע. האם הם עובדים? לִפְעָמִים. אבל הם כל כך פשוטים שלא יזיק לנסות. מלכודות נעות בין קערה מלאה בחומץ וכלה במוצרים העשויים מבקבוקי סודה מפלסטיק המזכירים פרויקטים מדעיים של בית הספר היסודי. הרעיון הוא להציב כמה מלכודות על השיש במטבח, בכל מקום בו זבובי פירות מסתובבים. הזבובים נמשכים לנוזל שבמלכודת, ואז הם נלכדים או שהם טובעים. תתפסו מבוגרים רק שהצעירים אוכלים וגדלים ממש על מקור המזון, אך לכידת מבוגר בודד עלולה למנוע מאות זבובים חדשים. ניתן גם לרכוש מלכודות זבובים דביקות המיועדות לזבובי פירות. רבים מאלה כוללים פיתיון על המשטח הדביק כדי לפתות את הזבובים.

האשוח / כריסטינה טיודור

ריססו אותם (אם תרצו)

זבובי פירות בדרך כלל אינם מספיק מטרד כדי להצדיק ריסוס של קוטלי חרקים רעילים ברחבי המטבח שלך, אך זו יכולה להיות אפשרות מפתה אם הם משגעים אותך. כמו במלכודות, זה עובד רק על המבוגרים. אל תרסס את האוכל שלך במאמץ להרוג זבובים צעירים כי אתה פשוט יהרוס את האוכל. בעוד תרסיסים מסחריים כמו פרמתרין יעילים על זבובי פירות, אתה יכול גם לרסס אותם עם 91 אחוז אלכוהול איזופרופיל (אלכוהול שפשוף), באמצעות מרסס ערפל עדין. אלכוהול הוא חומר חיטוי נהדר, והוא אינו פוגע ברוב המשטחים, אך הוא עלול לצבוע חומרים מסוימים.

האשוח / כריסטינה טיודור


חוקרים משתמשים בזבובי פירות כדי לפתוח תעלומות של סוכרת אנושית

חוקרים פיתחו טכניקה למדידת רמות האינסולין בזבובי פירות, וקידום השימושים של חרק זה למחקר סוכרת.

סונג קים הוא המחבר הבכיר של מאמר המתאר טכניקה למדידת רמות אינסולין בזבובי פירות, ונותן לחוקרים דרך חדשה וחזקה לחקר סוכרת.

לראשונה ניתן להשתמש בזבוב הפרי הזעיר כדי לחקור כיצד מוטציות הקשורות להתפתחות סוכרת משפיעות על ייצור והפרשת ההורמון החיוני אינסולין.

ההתקדמות נובעת מטכניקה חדשה שתכננו חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת סטנפורד, המאפשרת למדענים למדוד את רמות האינסולין בחרקים ברגישות ושחזור גבוהות במיוחד.

המודל הניסיוני עשוי לשנות את תחום מחקר הסוכרת על ידי הבאת העוצמה המדהימה של גנטיקה של זבובי פירות, שחידדה במשך 100 שנות מחקר, תיתן את המצב ההרסני המשפיע על מיליוני אמריקאים. עד כה, מדענים המעוניינים ללמוד את השפעת המוטציות הספציפיות על אינסולין נאלצו להסתמך על הנדסה גנטית מאומצת, יקרה ויקרה של עכברי מעבדה או יונקים אחרים.

לעומת זאת, זבובי פירות זעירים וקצרים יכולים לגדל בשילובים מסחררים על ידי עשרות אלפים תוך ימים או שבועות בלבד בבקבוקונים קטנים על ספסל מעבדה.

סונג קים, MD, פרופסור לביולוגיה התפתחותית, הוא המחבר הבכיר של המאמר המתאר את המחקר. עמית המחקר Sangbin Park, PhD, הוא המחבר הראשי של המאמר, שפורסם ב -7 באוגוסט PLOS גנטיקה.

הטכניקה החדשה, שפותחה על ידי פארק, משתמשת בתג כימי לסימון פפטיד דמוי אינסולין בשם Ilp2 בזבובי פירות. התג מאפשר לחוקרים להשתמש במבחן מבוסס נוגדנים למדידת ריכוזי אינסולין בדם ובתאי החרק ברמה הפיקומולרית-הרמה שבה נמדדים ריכוזי אינסולין בבני אדם.

"בדרך כלל אני נמנע מהמונח, אבל אני חושב שהטכניקה החדשה של ד"ר פארק היא פריצת דרך אמיתית", אמרה קים, שהיא גם חוקרת המכון הרפואי של הווארד יוז. "רק ביונקים נבחרים החוקרים יכולים למדוד אינסולין ברמת רגישות זו."

כוחה של מערכת דגמים זעירה

אינסולין היא מולקולה עתיקה המשמשת כמעט את כל בעלי החיים לוויסות חילוף החומרים, הצמיחה וההתפתחות. סוכרת בבני אדם מתרחשת כאשר תאים מייצרים אינסולין בלבלב אינם מצליחים לייצר את ההורמון או כאשר תאים אחרים בגוף גדלים עמידים להשפעותיו. בשנת 2002 גילו קים, צוות המעבדה שלו וחברי חוקרי סטנפורד שזבובי פירות מפתחים מצב דמוי סוכרת כאשר התאים המייצרים אינסולין שלהם נהרסים.

"מחקרים על סוכרת בזבובי פירות מייצגים תחום חדש יחסית של חקירה", אמר קרל תומל, פרופסור לגנטיקה אנושית בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת יוטה. תומל משתמש בחרק לחקר חילוף החומרים באנרגיה והפרעות מטבוליות.

"מיותר לציין שזבובי פירות הם קטנים מאוד, וניתן להפיק רק כמויות זעירות של דם מגופם", אמר. "חוסר היכולת שלנו למדוד את כמויות האינסולין במחזור היה חסרון משמעותי בתחום. הטכניקה שפיתחה קבוצת ד"ר קים תאפשר לחוקרים לבדוק במהירות את השפעת גורמי הסיכון לסוכרת, ולבסס זבובי פירות ככלי יעיל למחקרי סוכרת. "

באמצעות הטכניקה הצליחו החוקרים לזהות במהרה מה בעצם עושה מוטציה הקשורה לסוכרת מסוג 2 בבני אדם: היא מסדירה את הפרשת האינסולין, אך לא את הייצור.

הבנת ההשפעה של כל מוטציה

ניתוח ההשפעה של כל מוטציה על הדרך שבה הגוף מייצר, מפריש ומגיב (או לא) לאינסולין הוא קריטי להבנת המחלה נוספת ולגיבוש גישות טיפוליות חדשות. "הייתי המום שהטכניקה הזו עבדה כל כך טוב לזיהוי ההשפעה של מוטציות ספציפיות", אמר פארק. נראה כי לרבים מהגנים שחקרנו יש פונקציות דומות בניהול ייצור אינסולין או הפרשתם בזבובים ובבני אדם.

המאמצים הקודמים לתייג את Ilp2 נפגעו מכך שהחלבון עובר סדרה מורכבת של שינויים ואירועי קיפול בדרכו להפוך לצורה הפעילה של המולקולה. תגים המשבשים תהליך זה עלולים לגרום לביטוי בלתי הולם של המולקולה או להפוך אותה ללא פעילה, ולהפריע למסלול המטבולי מאוד שחוקרים רוצים ללמוד.

פארק ניצל את הידע כי ביטוי יתר של הצורה הפעילה של חלבון Ilp2 הוא קטלני. לאחר מכן הוא הכניס באופן אקראי תגים כימיים לאורך המולקולה ליצירת לוח מולקולות המתויג במקומות רבים ושונים. הוא בדק אותם בנפרד וחיפש את אלה שעדיין הצליחו להרוג את הזבובים - מה שמעיד על כך שהפעילות של המולקולה לא נפגעה. בסופו של דבר הוא מצא שני מיקומים ב- Ilp2 שהיו אידיאליים. לאחר מכן הוא יכול להשתמש בנוגדנים שזיהו את התגים כדי לכמת את רמות ה- Ilp2 בעזרת המבחן המבוסס על נוגדנים.

"ברגע שאתה יודע שהשינויים או התגים אינם משפיעים על הביטוי או הפעילות של המולקולה, יש לך הרבה יותר כוח לפרש את הניסויים שלך", אמרה קים. "אתה יכול להתחיל לעקוב אחר קו ההרכבה של האינסולין, החל מתעתיק ה- RNA מהגן, לייצור החלבון, לאגירת הפרשת החלבון בסופו של דבר בתגובה לאותות מטבוליים. יש לך את ההזדמנות להבין את המנגנונים השולטים בפירוט על כל אחד מהשלבים האלה. "

בזבובים, Ilp2 מיוצר ומופרש על ידי נוירונים מיוחדים במוח. זה מקל יחסית על השוואת רמות Ilp2 במחזור לכמות Ilp2 בוגרת אך לא מופרדת: פשוט השווה את כמות ה- Ilp2 בגופי החרקים לכמות במוחם.

פארק מצא שכמות Ilp2 המופרשת עלתה מכ -0.1 % לכ -0.35 % מסך כל הזמינים בשלושת הימים הראשונים לחיי זבוב הפירות. יתר על כן, כמו בבני אדם, ריכוזי Ilp2 במחזור היו נמוכים יחסית בזבובים בצום, אך הגיעו לשיאם ולאחר מכן ירדו לאחר ארוחה שלאחר מכן. לבסוף הוא הראה שבזבובים עם עותק אחד בלבד של הגן של קולטן האינסולין (בדרך כלל יש להם שניים, כמו בני אדם), הפרשת האינסולין גדלה בניסיון לכאורה לפצות על המחסור - המשקף את התפתחות העמידות לאינסולין בבני אדם. ועכברים.

לאחר מכן הפנו פארק ועמיתיו את תשומת ליבם למוטציות הקשורות לסוכרת מסוג 2 במחקרים כלל גנום בבני אדם. מחקרים אלה אינם מגלים כיצד מוטציה ספציפית עשויה להשפיע על התפתחות מחלה, אך הם מראים רק כי לאנשים הסובלים מהמצב יש מוטציות מסוימות בגנום שלהם. מאות גנים לרגישות המועמדים זוהו בדרך זו.

קצה הקרחון

החוקרים מצאו כי חסימת הביטוי של גרסת זבוב של חלבון אנושי בשם GLIS3, הידועה כמשפיעה על ייצור אינסולין ביונקים, וקשורה הן לסוכרת מסוג 2 והן לסוג מסוג 1 בבני אדם, השפיעה גם על ייצור ה- Ilp2 בזבובים. מוטציה בחלבון אחר, BCL11A, הייתה ידועה כקשורה להתפתחות המחלה בבני אדם, אך מנגנון הפעולה שלה לא היה ברור. פארק ועמיתיו גילו שחסימת הביטוי של גרסת הזבוב של BCL11A לא השפיעה על היכולת של הזבובים ליצור Ilp2, אלא גרמה לה להפריש רמות גבוהות באופן חריג של Ilp2 למחזור הדם.

החוקרים מדגישים כי ממצאים אלה הם רק קצה הקרחון. ניתן ללמוד מוטציות רבות יותר לבד ובשילוב במספר תנאים ניסיוניים. זבוב פרי אחד יכול להטיל כמה מאות ביצים במהלך הביצים שאורכו כ -40 יום, הביצים מתפתחות למבוגרים תוך 10 ימים בלבד. הם מתכננים להמשיך להשתמש במערכת זבובי הפירות כדי להשלים וליידע את מחקריהם המתמשכים ביונקים ובבני אדם.

"אנחנו באמת מנצלים עבודה של מאה שנה שנעשו על ידי דורות של חוקרים אחרים", אמרה קים. "מבחינה היסטורית הזבוב שימש להבנת הביולוגיה ההתפתחותית על ידי הסתכלות על הגנים והתאים שלו והתבוננות כיצד הם משתנים לאורך זמן. כעת הראינו כי אנו יכולים למדוד באופן מדויק ומדויק את רמות ההורמון המכריע בחרקים אלה, ולהשתמש בזה כדי לזהות מטרות חדשות לחקירת סוכרת בעכברים ובבני אדם. "

מחברים נוספים הם סטודנטית לתואר שני בסטנפורד רונלד אלפא ושותפת המחקר לוץ קוקל, ותלמידי התיכון גרייס קים וסידני טופר.


אינטראקציות בין דרוזופילה וסימביונטי השמרים הטבעיים שלה-האם Saccharomyces cerevisiae מהווה מודל טוב ללימוד מערכת היחסים של זבובים-שמרים?

לשמרים תפקיד חשוב בביולוגיה של זבוב הפירות, דרוזופילה מלנוגסטר. בנוסף להיותו מקור תזונתי בעל ערך, השמרים משפיעים על התנהגות D. melanogaster ומתקיימים אינטראקציה עם המערכת החיסונית המארחת. רוב הניסויים החוקרים את תפקיד השמרים בביולוגיה של melanogaster D. משתמשים בשמרים של האופה, Saccharomyces cerevisiae. עם זאת, S. cerevisiae נמצא לעתים רחוקות עם אוכלוסיות טבעיות של D. melanogaster או מינים אחרים של תסיסנית. יתר על כן, הזן של S. cerevisiae המשמש לרוב בניסויי D. melanogaster הוא זן חשוב מבחינה מסחרית ותעשייתית שלמיטב ידיעתנו לא היה מבודד מזבובים. מאחר ולשיבוש אינטראקציות טבעיות של מארח-חיידקים יכולות להיות השפעות עמוקות על הביולוגיה של המארח, התוצאות מ- D. melanogaster-S. ניסויי מעבדה של cerevisiae אינם מייצגים באופן מלא את אינטראקציות המארח-חיידקים בטבע. במחקר זה, אנו בוחנים את מערכת היחסים של שמנים מלנוגסטר-ד באמצעות חמישה זני שמרים שונים שהיו מבודדים מאוכלוסיות תסיסנית פראיות. לשמרים חיים שנבלעים יש התמדה משתנה במערכת העיכול D. melanogaster. לדוגמה, Hanseniaspora occidentalis נמשך יחסית ל- S. cerevisiae, בעוד Brettanomyces naardenensis מוסר. למרות הבדלים אלה בהתמדה ביחס ל- S. cerevisiae, אנו מוצאים שכל השמרים יורדים בשפע הכולל לאורך זמן. מיני חמצן ריאקטיביים (ROS) הם מרכיב חשוב בתגובה האנטי-מיקרוביאלית D. melanogaster ויכולים לעכב את צמיחת S. cerevisiae במעי. כדי לקבוע אם הרגישות ל- ROS מסבירה את ההבדלים בהתמדה לשמרים, מדדנו את גידול השמרים בנוכחות והיעדר מי חמצן. אנו מוצאים כי B. naardenesis מעוכב לחלוטין על ידי מי חמצן, בעוד H. occidentalis אינו תואם את רגישות השמרים ל- ROS המשפיעה על ההתמדה בתוך מערכת העיכול D. melanogaster. השווינו גם את העדפת האכילה של D. melanogaster כאשר ניתנה לנו הבחירה בין שמרים הקשורים באופן טבעי לבין S. cerevisiae. איננו מוצאים מתאם בין שמרים מועדפים לאלה הנמשכים במעי. יש לציין כי בשום מקרה S. S. cerevisiae עדיף על פני הזנים הקשורים באופן טבעי. בסך הכל, התוצאות שלנו מראות כי אינטראקציות שמרים ד 'מלנוגסטר-שמרים מורכבות יותר ממה שניתן להתגלות בניסויים המשתמשים רק ב- S. cerevisiae. אנו מציעים שמחקר עתידי ישתמש בשמרים אחרים, ובמיוחד באלה הקשורים באופן טבעי לתסיסנית, כדי להבין יותר את תפקיד השמרים בביולוגיה של תסיסנית. מאחר שהבסיס הגנטי של אינטראקציות בין חיידקים-חיידקים משותף בין הטקסים ומאחר שרבים מהגנים הללו מתגלים בתחילה ב- D. melanogaster, מערכת מודלים מציאותית יותר של שמרי זבובים תועיל להבנתנו את האינטראקציות המארח-חיידקים ברחבי ממלכת החיות.

מילות מפתח: שמרים של בייקר דרוזופילה מלנוגסטר אינטראקציות מארח-חיידקים Microbiome Microbiota Saccharomyces cerevisiae סימביוזה שמרים.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי אין אינטרסים מתחרים.

דמויות

איור 1. התמדה של שמרים ב…

איור 1. התמדה של שמרים ב ד melanogaster המעי ביחס ל Saccharomyces cerevisiae .


טיפול, תחזוקה ומניפולציה של תסיסנית

מבוא
על מנת לשלב זבובי פירות בכיתה, יהיה צורך לשמור על תרבויות זבובים לצורך מניפולציה בצלבים וכגיבוי לכל תקלות שעלולות להתרחש. התרבות היא קלה מאוד ומומלץ לתלמידים לשמור על תרבויות הזבובים שלהם. באופן זה, כל תלמיד או קבוצה יהיו אחראים באופן ישיר לטיפול ולתחזוקה לטווח ארוך של הזבובים, כולל הכנת אוכלוסיות תרבות גדולות לצלביהם. כאשר הם מעורבים ישירות, התלמידים צוברים בקיאות והבנה רבה יותר של דרישות הזבובים והתנהגותם. המורה צריך להישאר כמאמן, לא כמרצה, לסייע לתלמידים בטכניקות. המדריך צריך לשמור על תרבויות מלאי של כל הזנים והמוטנטים המשמשים את התלמידים במקרה שהאירוע הבלתי צפוי כאמור מתרחש ותרבויות התלמידים מתות או מתערבבות. אובדן תרבויות הוא היוצא מן הכלל ולא הכלל, וכל עוד התלמידים מתרבים מחדש את הזבובים שלהם באופן קבוע ולא מתרחשת זיהום המוני, ניתן לשמור על זבובים במשך עשרות שנים.


בקבוקים ובקבוקונים
תומאס האנט מורגן השתמש בבקבוקי חלב זכוכית לניסויים שלו, ואכן, כל מיכל יעשה זאת, כולל צנצנות תינוקות ומיכלים שונים. עם זאת, לנוחות התרבות והעברת תרבויות, בקבוקים אחידים ובקבוקונים הם הגישה הטובה ביותר. את שניהם ניתן לרכוש מחנות אספקה ​​ביולוגית. בקבוקים משמשים בעיקר לתחזוקה של אוכלוסיות גדולות של זבובים ואילו בקבוקוני תרבות מועילים לשמירה על אוכלוסיות קטנות יותר והם המיכל המועדף לבניית צלבי סטודנטים. אם יש רצון לשמור על תרבויות מלאי לתקופה ארוכה, או לעשות שימוש חוזר בבקבוקים ובבקבוקונים חשוב לנקות אותם לחלוטין ולעקר אותם. זאת על מנת למנוע התפרצויות של מזיקים ומחלות.

כדי לנקות בקבוקים ובקבוקונים, תחילה הקפיאו אותם כדי להרוג זבובים בהם. הסר את המזון, שטוף היטב, ולאחר מכן עקר על ידי חיטוי (למשך 20 דקות בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס ו -15 psi אם המיכלים הם מפלסטיק, וודא שניתן לפרוק אותם) או לשטוף בתמיסת אקונומיקה של כלור 10%.

ניתן לרכוש בקבוקים ובקבוקונים במגוון גדלים וחומרים. זכוכית יעילה, אולם אם תלמיד ירד עלול לאבד נתונים של שבועיים בנזילה אחת. קיימים בקבוקונים מפלסטיק (סטרילי) פלסטיק זמינים ועדיפים לשימוש סטודנטים. גדלי הבקבוקונים נעים בין 96 מ"מ על 25 מ"מ ועד גדלים גדולים יותר, אולם המידה הקטנה יותר מומלצת לביצוע צלבים ולשמירה על תרבויות קטנות. יש מגוון תקעים זמינים מכותנה רכה לתקעי קצף. זה עניין של העדפה ועלויות, עם זאת כותנה עובדת מצוין וניתן לקנות אותה בחנות תרופות מקומית בקמצוץ.


היכן ניתן לרכוש ציוד:
חברת אספקה ​​ביולוגית של קרולינה
FlyStuff.com, חטיבה של Genesee Scientific


איך הם נראים:

מיקרוסקופ סטריאו בקבוקון תסיסנית בקבוקי תסיסנית


אוכל לעוף
השלב הראשון בהכנת בקבוקוני תרבות הוא הוספת אמצעי מזון. ישנם מגוון סוגי מזון הזמינים לזבובים חלקם דורשים בישול ואחרים נקנים כבר מוכנים ומיובשים. את האחרונה ניתן לרכוש מחברת אספקה ​​ביולוגית. זה, כמובן, הרבה יותר מהיר וקל יותר מאשר הכנת מדיה מבושלת, עד כדי כך שהתלמידים יכולים למלא את הבקבוקונים שלהם במדיה. עם זאת, יש לייבש אותו לחלוטין לתוצאות הטובות ביותר, מכיוון שזהו מקור המים היחיד למבוגרים ולזחלים. Therefore, follow the suggestions below to ensure a completely hydrated media:

Dehydrated media
Add dry media to the bottle or vial to about 1/5 to 2/5 volume. Add water until media appears completely moistened. Allow the vial to sit for a few minutes, adding additional water if necessary until the media is completely hydrated. The surface should be moist with a shiny appearance and there should be no spaces in the media. If the media is not completed hydrated, production of vigorous cultures is compromised. Flies may be added minutes after media has been hydrated. Remember to add several grains (but not more) of yeast to the media surface before adding flies.

Cooked media
When dispensing cooked media, it should fill the culture vial, bottle or vial 1/5th to 2/5th full. Keep the media out overnight to cure, keeping the vials covered with cloth to keep wild flies from laying eggs in them. The next day, add yeast and plugs. Refrigerate any unused media vials. Cooked media can be stored in a refrigerator for several weeks. Allow media to warm to room temperature before adding flies. Do not allow media to dry out.


סביבה
The easiest way to grow flies is at room temperature. However, the optimum rearing condition is a temperature of 25°C and 60% humidity. In these conditions generation time is shorter (9-10 days from egg to adult). Unless equipment is readily available this is unnecessary for successful rearing and crossing of flies. It is preferable to keep flies out of drafts and direct sunlight or heat sources. These will rapidly dry the media, necessitating frequent media changes and the potential to dehydrate the flies.


Anesthetizing flies
The problem with fruit flies is that they fly! Therefore a variety of methods have been developed to anesthetize flies. Include are ether, commercial brands such as Flynap, carbon dioxide, and cooling. Each has its strengths and weaknesses. Ether is flammable, has a strong odor and will kill flies if they are over-etherized (and can anesthetize younger students!). Flynap, from Carolina Biological, is messy and has an odor that some find offensive. Each of these, however, requires low-cost equipment which can be easily purchased. Carbon dioxide works very well, keeping flies immobile for long periods of time with no side effects, however CO2 mats (blocks) are expensive and a CO2 source (usually a bottle) and delivery system (vials and clamps) are necessary, increasing the costs. If resourceful, one can use the CO2 emitted from Alka-Seltzer tablets to anesthetize flies for short periods of time. Set up a large test tube with a tube and stopper system. Add water in the tube, then the Alka-Seltzer tablet. Carbon dioxide gas will be emitted.

The least harmful to the flies is either carbon dioxide or cooling anesthetizing. Of these two choices, cooling is the simplest, requiring only a freezer, ice and petri dishes. In addition, it is the only method which will not affect fly neurology, therefore behavior studies may begin after the flies have warmed up sufficiently.


Anesthetizing flies by cooling
In order to incapacitate the flies, place the culture vial in the freezer until the flies are not moving, generally 8-12 minutes. Dump the flies onto a chilled surface. This can be constructed by using the top of a petri dish, adding crushed ice, then placing the bottom of the petri dish on top. Adding flies to this system will keep them chilled long enough to do each experiment. Simply place the flies back into the culture vial when finished. Flies will “wake up” relatively quickly once off the ice, so keep them cold. There are no long-lasting side effects to this method, although flies left in the refrigerator too long may not recover. Another way to keep flies chilled is adding water to zip-lock type freezer bags, place in the freezer with a petri dish nestled on the bag, and allow to freeze.


Transferring flies from one vial to another
Flies should be transferred every 10 to 14 days. Students should maintain a backup culture of their flies and the instructor should maintain backup stock cultures of all fly strains. There are two basic ways to transfer flies when forming new cultures. One requires no anesthetizing but quick hands.
A) Place a funnel in the mouth of a fresh culture vial that already has media added. In the old vial (the one with flies in it), gently tap the flies down by softly tamping the vial on a soft surface, such as a mouse pad. The flies will fall to the bottom and remain there for a few seconds (no more than that!), enough time to quickly take the plug off the vial, invert it into the funnel, and gently tamp, together, the two vials to force flies down into the new vial.
B) An alternative way is to put the flies in the freezer for about 8 minutes. This will cause the flies to fall into a state of stupor. After placing a funnel on the new vial, invert the vial with motionless flies into the funnel. This is not as much fun but you won’t have any flies flying around the classroom.


Sexing flies
It is quite easy to tell males from females and with a little practice students will become confident of their ability to do so. Notice that males are generally smaller and have a darker and more rounded abdomen. The coloration of the abdomen is the easiest to recognize. In addition, males have tarsal sex combs on their first pair of legs. These are black and very distinctive but can only be seen under relatively high magnification. With a little practice, by looking at the abdomen students will become proficient in accurately sexing flies. Sexing flies is critical when making crosses, so be sure student are confident in identifying the difference between the sexes. In order for students to feel comfortable sexing flies, give or have them obtain 25 or more mixed sex flies and allow them to sort the flies into two piles, male and female. Other students in the group and the instructor should verify the sorting. Each member of the group should be able to sex flies.


Pictures of males and females

Ventral view of a male (top) and female (bottom).

Lateral view of a male (top) and female (bottom).

Note the darker abdomen and more rounded appearance of the male. Females also tend to be larger.


Collecting virgin females
While it’s a simple matter of placing virgin females with males, it is important to recognize the time factor involved for obtaining virgins. Females remain virgins for only 8-10 hours after eclosure and must be collected within this time frame. NOTE: Females have the ability to store sperm after a single mating, so if the female for a cross is not a virgin, you will not know the genotype of the male used for your cross. It is strongly suggested that you obtain extra virgins in case a mistake is made in identification or the fly dies before mating and egg lying can occur. In a strong culture, multiple virgin females should be easily obtained. Although females are able to lay eggs as virgins, they will be sterile and no larvae will be produced. Below are three ways to obtain virgins, the ‘removal method’ being most encouraged for beginners.


Removal method
Remove all flies 8-10 hours before collecting (generally this is done first thing in the morning). Visually inspect surface of food to ensure complete removal of flies. After 8-10 hours (usually before you leave work) collect all females that are present. All will be virgins. Place in a fresh culture vial and wait 2-3 days look for larvae. Virgin females can lay eggs, but they will be sterile. Since they are photoperiod- sensitive, females tend to eclose early in the morning. Therefore early collections will ensure the greatest number of virgins for experimentation. However, collection is possible later in the day.


Visual method
Being able to recognize virgin females removes the necessity of emptying culture vials on a timely basis and allows students to collect their own without the necessity of coming to class at odd times of the day. Note that virgin females are much larger than older females and do not have the dark coloration of mature females. In addition, in the early hours after eclosure, there will be visible a dark greenish spot (the meconium, the remains of their last meal before pupating) on the underside of the abdomen.


Temperature cycling
It is possible to maximize the number of virgins in a morning collection by using temperature cycling. When cultures are maintained at a temperature of 18°C, development is slowed so females will not mate until 16 hours after enclosure. By removing flies in the afternoon/evening and placing the vials in an 18°C incubator, 98% of flies obtained in the morning will be virgins. Placing virgins in their own vials for 2-3 days will eliminate those 2% that are non-virgins.


Pictures of virgin males and females:

A newly eclosed female. This is the “wet” stage where the fly is sticky to the touch.
The wings and body have a wet appearance.

Virgin female showing the meconium (arrow).
The meconium is a dark green area and is the remains of larval food

Comparison between a mature (top) and virgin (bottom) female. This is not long after eclosure after 4+ hours it becomes more difficult to tell the difference between the two.
Note the meconium on the virgin female.

Comparison between a mature (top) and virgin (bottom) male. The coloration is similar to virgin females however the genitalia are distinctly different. The meconium is also found in young virgin males as in females.

Crossing flies
Once females are deemed virgins, add males. When setting up crosses, a 3:1 ratio of virgin females to males is ideal. Generally, males will mate more efficiently if they have matured 3 days or longer. Be sure to select robust, healthy males the older the flies, the lower the mating efficiency. Mating occurs quickly and the behavior is interesting to watch, but will not be addressed here. Females begin laying fertile eggs soon after mating. Refer to the life cycle chart for evidence of F1 larvae. Remove adults once it has been established that enough larvae are present (typically 7-8 days after the cross) since you may not be able to distinguish parents from the F1 generation.


Killing Flies: The Morgue
This is an unfortunate necessity when using flies. A bottle or beaker with soapy water, or mineral oil is generally used. Dump anesthetized flies directly into the soapy water or mineral oil where they drown. A bottle (beaker, or screw-capped jar) filled with ethanol or isopropanol can also be used as a morgue.


Basic Drosophila Genetics Nomenclature and Definitions

Drosophila melanogaster flies have 4 chromosomes.
The genotype is written as:

כרומוזום
Chromosome or Chromosome / Chromosome

This common nomenclature shows one chromosome on top and its homologue on the bottom, as the chromosomes would appear during meiosis when contributing gametes.

When writing the genotype, in general, chromosomes are separated with a semicolon.

X chromosome chromosome II chromosome III chromosome IV

Wild-type is denoted as “+” or WT

Dominant mutations are written with a capital letter:
For example: Bar or B

Recessive mutations are written with a lower case letter:
For example: white or w

Mutations are alleles (alternative forms of a gene occupying a given locus on a chromosome) that are inherited with chromosomes.

Homozygote – An individual with the same allele at corresponding loci on the homologous chromosomes.

Heterozygote – An individual with different alleles at corresponding loci on the homologous chromosomes.

Genotype – The genes that an organism possesses.

Phenotype – The observable attributes of an organism.

F1 – Filial generation, or offspring generation. F1 is the first offspring generation.

F2 – The second offspring generation.


Other great web resources:

FlyBase is an encyclopedic resource for Drosophila researchers, with detailed information on fly stocks, genes, mutants, researchers, publications and much more.


צפו בסרטון: VERME DELLA MELA E DELLA PERA, COME FARE LA PREVENZIONE BIOLOGICA (יָנוּאָר 2022).