$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تم تكييف C. elegans من خلال التدريب الجماعي لتشكيل ذاكرة ترابطية مكروهة قصيرة المدى عن طريق إقران 1٪ مائي 1-بروبانول وحمض الهيدروكلوريك (الرقم الهيدروجيني 4.0) مثل CS والولايات المتحدة ، على التوالي. وفقا للبروتوكول الموصوف أعلاه ، تمت تربية الحيوانات المتزامنة على مقعد عند RT من 18 درجة مئوية لمدة 5 أيام وتم غسلها بلطف شديد 2x مع ddH2O عند RT من 18 درجة مئوية. بعد ذلك ، تم تكييف الحيوانات بمزيج من 1٪ مائي 1-بروبانول وحمض الهيدروكلوريك (درجة الحموضة 4.0) لمدة 1 ثانية. قمنا أيضا بتدريب الحيوانات باستخدام ddH2O فقط ، و 1٪ مائي 1-بروبانول فقط ، وحمض الهيدروكلوريك (درجة الحموضة 4.0) فقط كمراجع. بعد التكييف ، تم غسل الحيوانات 1x مع ddH2O. كررنا التكييف 10x دون انقطاع (لا ITIs). تم تحقيق التكييف الناجح من خلال تكرار الإجراء أكثر من 7x حتى 10x. أدى تكييف أكثر من 10x إلى تعلم أقل كفاءة21. بعد التدريب ، استقرت الحيوانات على طعام بكتيري لمدة 10 دقائق عند RT (18 درجة مئوية). بعد غسلها باستخدام ddH2O 3x ، تم نقل الحيوانات إلى أنبوب طرد مركزي دقيق عن طريق تعليق الجيلاتين المائي بنسبة 0.25٪ واستقر في القاع عن طريق الجاذبية. بعد إزالة المادة الطافية قدر الإمكان ، تم إعادة تعليق الحيوانات برفق في مخزن مقايسة الانجذاب الكيميائي ثم سمح لها بالاستقرار في قاع الأنبوب عن طريق الجاذبية.
بعد إزالة أكبر قدر ممكن من المواد الطافية ، تم رصد تعليق الحيوان على الدائرة المركزية للوحة فحص الانجذاب الكيميائي ، والتي تم الاحتفاظ بها عند RT من 18 درجة مئوية ، ثم سمح للحيوانات بالتحرك بحرية على اللوحة لمدة 10 دقائق عند RT من 18 درجة مئوية. تم حساب قيم CI باستخدام المعادلة الموضحة في الشكل 3B. كما هو موضح في الشكل 4 أ ، لم تعد الحيوانات المشروطة بمزيج 1٪ 1-بروبانول وحمض الهيدروكلوريك تنجذب إلى 5٪ 1-بروبانول المرقط على ألواح أجار لفحص الانجذاب الكيميائي ، في حين أن الحيوانات الساذجة والمرجعية انجذبت بالمثل إلى 5٪ 1-بروبانول. بعد التدريب الجماعي (الخطوة 3.) ، لم تعد الذاكرة تلاحظ في غضون 3 ساعات20. علاوة على ذلك ، كانت الذاكرة التي شكلها التدريب الجماعي حساسة للصدمة الباردة20. توضح هذه النتائج أن C. elegans نجحت في تشكيل STM المكروه من خلال التدريب الجماعي.
تم تكييف الحيوانات أيضا من خلال التدريب المتباعد 10x مع 10 دقائق ITI بين خطوات التدريب (الخطوة 4.). خلال ITI ، تم وضع المجمع مع الحيوانات على العشب البكتيري على لوحة NGM 6 سم عند RT من 18 درجة مئوية. لم تعد الحيوانات المشروطة بالتدريب المتباعد بمزيج من 1٪ مائي 1-بروبانول وحمض الهيدروكلوريك (درجة الحموضة 4.0) تنجذب إلى 5٪ 1-بروبانول مقارنة بالحيوانات المعالجة ب 1٪ 1-بروبانول فقط ، حمض الهيدروكلوريك (درجة الحموضة 4.0) فقط ، أو ddH2O فقط (الشكل 4 ب). بعد التدريب المتباعد ، احتفظت الحيوانات بالذاكرة لأكثر من 12 ساعة20,21. علاوة على ذلك ، لم تتشكل الذاكرة عندما عولجت الحيوانات بمثبطات الترجمة أو النسخ وكانت مقاومة للصدمة الباردة20,21. لذلك ، نجحت C. elegans في تشكيل LTM المكروه عن طريق التدريب المتباعد.
درسنا أيضا آثار الطفرات في "جينات التعلم والذاكرة" على تكوين STM و LTM. يشفر جين crh-1 عامل النسخ في كل مكان بروتين ربط عنصر استجابة cAMP (CREB) ، ويشفر glr-1 و nmr-1 α-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) - النوع و N-methyl-D-aspartate (NMDA) - وحدات فرعية لمستقبلات الغلوتامات ، على التوالي ، ويشفر stau-1 بروتين Staufen المرتبط بالحمض النووي الريبي المزدوج الذي تقطعت به السبل. تلعب هذه الجينات أدوارا أساسية في التكييف الكلاسيكي في C. elegans و Drosophila و Aplysia والفئران. باستخدام خليط من 1٪ مائي 1-بروبانول وحمض الهيدروكلوريك (الرقم الهيدروجيني 4.0) ، كان تكوين STM و LTM يعتمد على جميع الجينات (الأشكال 5 أ ، ب).

الشكل 1: رسم تخطيطي تجريبي للتدريب الجماعي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 2: رسم تخطيطي تجريبي للتدريب المتباعد. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 3: فحص الانجذاب الكيميائي ومؤشر الانجذاب الكيميائي. (أ) تمثيل تخطيطي للوحة مقايسة الانجذاب الكيميائي. تم فصل أطباق بتري (قطرها 6 سم) إلى أربع مناطق كما هو موضح ، وتم رصد 4 ميكرولتر لكل منها 5٪ مائي 1-بروبانول أو ddH 2 O قطريا في مكانين لكل منهما ، على بعد2سم من المركز. (ب) تم حساب قيم مؤشر الانجذاب الكيميائي من المعادلة الموضحة بحساب عدد الحيوانات في المنطقتين "أ" و "ب" بعد الانتهاء من الانجذاب الكيميائي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 4: قيم مؤشر الانجذاب الكيميائي للحيوانات المكيفة بالمواد الكيميائية. تم تكييف الحيوانات البرية المتزامنة من النوع N2 بمواد كيميائية يشار إليها بواسطة (A) التدريب الجماعي 10x أو (B) التدريب المتباعد 10x. يتم عرض المخططات الانسيابية لبروتوكولات التدريب الجماعي والمتباعد المستخدمة في الشكل 1 والشكل 2 ، على التوالي. بعد التكييف ، كانت الحيوانات حرة في التحرك لمدة 10 دقائق على صفيحة أجار 6 سم لفحص الانجذاب الكيميائي عند RT من 18 درجة مئوية. تم حساب قيم CI باستخدام المعادلة الموضحة في الشكل 3B. وترد بيانات هذا الرقم في الجدول التكميلي 1. تم إعادة رسم البيانات من الحيوانات الساذجة في كلا لوحتي الشكل. يظهر مخطط الشريط الربع 1 والمتوسط والربع 3. تشير العلامات النجمية (* P < 0.05) إلى اختلافات ذات دلالة إحصائية تحددها ANOVA أحادية الاتجاه متبوعة باختبار المقارنة المتعددة ل Dunnett. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 5: تعلم قيم مؤشر الحيوانات الطافرة المكيفة. تم تكييف الحيوانات البرية المتزامنة من النوع N2 والحيوانات الطافرة المشار إليها بمزيج من 1٪ مائي 1-بروبانول وحمض الهيدروكلوريك (درجة الحموضة 4.0) بواسطة (A) التدريب الجماعي 10x أو (B) التدريب المتباعد 10x. يتم عرض المخططات الانسيابية لبروتوكولات التدريب الجماعي والمتباعد المستخدمة في الشكل 1 والشكل 2 ، على التوالي. بعد التكييف ، كانت الحيوانات حرة في التحرك لمدة 10 دقائق على صفيحة أجار 6 سم لفحص الانجذاب الكيميائي عند RT من 18 درجة مئوية. وترد بيانات هذا الرقم في الجدول التكميلي 2. يظهر مخطط الشريط الربع 1 والمتوسط والربع 3. تشير العلامات النجمية (* P < 0.05) إلى اختلافات ذات دلالة إحصائية تحددها ANOVA أحادي الاتجاه متبوعا باختبار المقارنة المتعددة ل Dunnett. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل التكميلي 1: الحيوانات البالغة الصغيرة حساسة للمعالجة الكيميائية. اليوم 4 واليوم 5 تم تدريب الحيوانات البرية N2 من النوع بعد الفقس على الكتلة 10x مع HCl ، درجة الحموضة 4.0 ، دون انقطاع ثم تم فحصها من أجل الانجذاب الكيميائي إلى 5٪ مائي 1-بروبانول. القضبان تعني ± S.E.M. (ن = 19). تشير العلامات النجمية (* P < 0.05) إلى اختلافات ذات دلالة إحصائية تحددها ANOVA ثنائية الاتجاه متبوعة باختبار Tukey-Kramer البعدي. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
الجدول التكميلي 1: البيانات المقابلة للشكل 4. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.
الجدول التكميلي 2: البيانات المقابلة للشكل 5. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.