يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

قياس التعلم الترابطي في الانجذاب الكيميائي للديدان الخيطية Caenorhabditis elegans

1.2K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/66311

⸱

يونيو 17, 2025

 ,  , 
1Institute for Mind Brain and Behavior, Faculty of Medicine, HMU Health and Medical University Potsdam

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

هنا ، نقدم بروتوكولا لاختبار التعلم الترابطي عن طريق إجراء التكييف الكلاسيكي في الكائن الحي النموذجي C. ايليجانس. يعتمد النموذج على إقران تركيز الملح في البيئة بوجود أو عدم وجود الطعام ، مما يغير الانجذاب الكيميائي تجاه الملح أو بعيدا عنه.

الملخص

لتكييف سلوكها ، تقوم بتعيين التكافؤ للمعلومات الحسية من خلال التعلم الترابطي ، وتحديث هذا الارتباط عندما تتغير الظروف البيئية. تقدم الاستجابات السلوكية ل Caenorhabditis elegans لكلوريد الصوديوم نموذجا محددا جيدا للتحقيق في الآليات التي تحكم التعلم الترابطي. يؤدي تعريض الديدان لمستويات محددة من كلوريد الصوديوم المقترن بوجود أو عدم وجود طعام إلى الانجذاب الكيميائي نحو تركيز كلوريد الصوديوم أو بعيدا عنه ، على التوالي. تتشكل الذاكرة الترابطية في غضون ساعات قليلة ويمكن تعديلها في نفس الإطار الزمني عند تعريض لتركيز كلوريد الصوديوم المختلف.

هنا ، نصف كيفية فحص اللدونة السلوكية والتعلم بناء على C. ايليجانس الانجذاب الكيميائي للملح. تزرع سلالات الفحص في مجموعات متزامنة حتى تصل إلى سن الرشد ثم يتم تكييفها لعدة ساعات على أطباق بتركيزات مختلفة من كلوريد الصوديوم ، إما في وجود الطعام أو عدم وجوده. ثم يتم نقل إلى لوحات الفحص التي تحتوي على مناطق ذات تركيزات منخفضة أو متوسطة أو عالية كلوريد الصوديوم ويسمح لها بالزحف لمدة 30 دقيقة قبل حساب عدد الديدان في كل منطقة. ثم يتم حساب مؤشر الانجذاب الكيميائي من توزيع الديدان على اللوحة. يمكن استخدام الاختبار لاختبار تأثير مجموعة من العوامل التي تؤثر على التعلم.

المقدمة

للتفاعل بشكل هادف مع بيئتها وتوليد سلوك تكيفي ، تحتاج إلى تفسير المعلومات الحسية التي تتلقاها: ما إذا كانت الإشارة الحسية المعينة مفيدة أو ضارة ببقائها على قيد الحياة ليست دائما محددة مسبقا ولكنها تعتمد على السياق. لذلك ، تتمثل المهمة الرئيسية للأجهزة الحسية والعصبية في تعيين التكافؤ للمعلومات البيئية من خلال التعلم الترابطي. بعض المحفزات بطبيعتها فاتحة للشهية ، مثل الطعام ، والبعض الآخر مكروه بطبيعته ، مثل إشارات الألم. يمكن لمثل هذه المحفزات غير المشروطة (الولايات المتحدة) أن تغير الاستجابات للمنبهات الأخرى المقدمة معها. نتيجة لذلك ، يمكن للحيوانات تطوير جاذبية أو نفور من المنبه المشروط الآخر (CS). يتم تفسير هذا بطريقة تشير CS أو يتنبأ بالولايات المتحدة1،2،3. تعد دراسة نماذج التعلم الترابطي ضرورية لتوضيح الآليات الجينية والخلوية والفسيولوجية الأساسية. ومع ذلك ، قد يكون هذا صعبا بسبب الحاجة إلى استخدام نماذج في الجسم الحي ، أو تباين السلوك ، أو الترخيص المطلوب للتعامل مع ، أو الجداول الزمنية الطويلة في كثير من الأحيان لتدريب كل من الباحث ، وهذا عادة ما يمنع تنفيذه من قبل الطلاب الجامعيين في بيئة بحثية ، وأكثر من ذلك في بيئة التدريس.

لذلك ، توفر نماذج اللافقاريات الفرصة لإجراء فحوصات التعلم الترابطي مع طلاب البكالوريوس أو الماجستير. لا تتطلب اللافقاريات ترخيصا للحيوانات للتعامل معها ويمكن أن تكون فعالة من حيث التكلفة. النموذج المستخدم بشكل متكرر للتعلم الترابطي هو تعلم الانجذاب الكيميائي بالملح في C. ايليجانس4،5،6،7،8،9. C. ايليجانس تشعر بتركيز كلوريد الصوديوم (NaCl) في بيئتها وتتعلم ربط [كلوريد الصوديوم] معين بوجود أو عدم وجود طعام ، على التوالي. بشكل عام ، تتعلم الهجرة نحو تركيزات الملح التي كانت تقدم سابقا مع طعام بكتيري وفير وتتعلم الهجرة بعيدا عن تلك التي تم تقديمها في غياب الغذاء البكتيري. وبالتالي فإن الملح هو الحافز المشروط ، والطعام أو الجوع هو الحافز غير المشروط3. يتشكل هذا الارتباط في أقل من ساعة وهو مثال على الذاكرة الترابطية قصيرة المدى. يتم تعديل التعلم الترابطي للانجذاب الكيميائي كلوريد الصوديوم ، من بين أمور أخرى ، عن طريق إشارات كيناز معتمد على الكالسيوم / كالمودولين (CaMK) ، وإشارات الدوبامين والأنسولين / فوسفاتيديلينوزيتول (PI) 3-كيناز5،9،10 ، مما يشير إلى أنه يتضمن أنظمة تحفيزية ولدونة متشابكة تعتمد على CaMK وقد تعمل بطريقة مماثلة لمسارات الإشارات التي تحكم التعلم الترابطي في الفقاريات.

في بروتوكول معمول به لتعلم الانجذاب الكيميائي بالملح ، تهاجر في تدرج مكاني من الملح على صفيحة أجار تم إنشاؤها عن طريق وضع سدادتين من أجار بدون ملح أو نسبة عالية ، على التوالي ، على اللوحة7. يصعب إجراء هذه المقايسات بطريقة كمية من قبل الطلاب الجامعيين بسبب التغيير الديناميكي في تركيز كلوريد الصوديوم على لوحة فحص الانجذاب الكيميائي بمرور الوقت والمكان ، لأن كلوريد الصوديوم من المقابس ينتشر باستمرار في لوحة أجار. الاختبار الأسهل في الأداء هو استخدام الألواح الربعية ، حيث يتم تقديم تركيزين مختلفين من الملح (على سبيل المثال ، 25 ملي كلوريد الصوديوم و 0 ملي كلوريد الصوديوم) وفصلهما بواسطة حواجزبلاستيكية 11. ومع ذلك ، نظرا لعرض تركيزين مختلفين فقط من كلوريد الصوديوم ، لا يمكن استخدامه في وقت واحد لفحص الجذب إلى و / أو تجنب انخفاض أو زيادة كلوريد الصوديوم بالنسبة لحالة خط الأساس. C. ايليجانس يزرع عادة على ألواح NGM (وسائط نمو الديدان الخيطية) في وجود 50 ملي مولار كلوريد الصوديوم والإشريكية القولونية OP50البكتيريا 12 ، وبالتالي ، تشكل ارتباطا إيجابيا لتركيز كلوريد الصوديوم مع الطعام افتراضيا.

هنا ، نقدم بروتوكول تعليمي مكيف للانجذاب الكيميائي بالملح يمكن إجراؤه من قبل كل من الباحثين والطلاب الجامعيين. يتم تكييف أولا ببيئات كلوريد الصوديوم المختلفة المقدمة في وجود أو عدم وجود طعام. ثم يتم نقلها إلى لوحات الفحص مع اختيار تركيزات الملح المنخفضة والمتوسطة والعالية في ألواح أجار ذات الغرفة Y. يمكن استخدام تعلم الانجذاب الكيميائي في هذا الإعداد للتحقيق في تأثير العوامل المختلفة التي تعدل ذلك ، مثل النمط الجيني أو السياقات البيئية أو عمر.

تم تصميم هذا البروتوكول لفصل مختبر عملي جامعي مقسم إلى ثماني مجموعات طلابية ، حيث تقوم كل مجموعة طلابية بإجراء مجموعة من ستة قياسات في كل نقطة زمنية تجريبية (قياس واحد لكل حالة تجريبية). ومع ذلك ، يمكن تعديل البروتوكول للعمل مع مجرب واحد أو لأي عدد من المجموعات / الأشخاص ، مع التغييرات المناسبة على كميات الكاشف.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. تحضير ألواح النمو (GP) لمزامنة C. ايليجانس قبل اختبار التعلم الترابطي ، وألواح التكييف (CP) للحث على ارتباط [كلوريد الصوديوم] والغذاء في يوم الاختبار

ملاحظة: أطباق بتري للنمو والتكييف متطابقة مع لوحات وسائط نمو الديدان الخيطية القياسية (NGM)12 ، باستثناء أن تركيز كلوريد الصوديوم كان مختلفا في ألواح 0 ملي كلوريد الصوديوم CP و 100 ملي مولار كلوريد الصوديوم CP.

  1. قم بإعداد أربع زجاجات زجاجية نظيفة سعة 500 مل وأضف ما يلي:
    1. أضف 1.25 جم من البيبتون ، و 8.5 جم من أجار ، و 487.5 مل من الماء المقطر ، ومحرك مغناطيسي إلى زجاجة واحدة (ل 0 ملي كلوريد الصوديوم CP) ؛
    2. أضف 1.5 جم من كلوريد الصوديوم ، و 1.25 جم من البيبتون ، و 8.5 جم من أجار ، و 487.5 مل من الماء المقطر ، ومحرك مغناطيسي لكل زجاجتين (ل 50 ملي مولار كلوريد الصوديوم CP و GP ، على التوالي) ؛
    3. أضف 3 جم من كلوريد الصوديوم ، و 1.25 جم من البيبتون ، و 8.5 جم من أجار ، و 487.5 مل من الماء المقطر ، ومحرك مغناطيسي إلى زجاجة واحدة (ل 100 ملي مولار كلوريد الصوديوم CP).
  2. قم بتعقيم الزجاجات الأربع لمدة 15 دقيقة عند 121 درجة مئوية ، ثم اترك الزجاجات تبرد لمدة 30 دقيقة عند 55 درجة مئوية في حمام مائي.
  3. ضع الزجاجات (واحدة تلو الأخرى) على محرك مغناطيسي ساخن. أضف إلى كل زجاجة 12.5 مل من 1 M KPO4 (الرقم الهيدروجيني = 6.0 في درجة حرارة الغرفة [RT]). تخلط جيدا لمدة دقيقتين ، ثم تضاف 0.5 مل من 1 M CaCl2 ، و 0.5 مل من 5 مجم / مل من الكوليسترول في الإيثانول ، و 0.5 مل من 1 M MgSO4 (يجب أن تكون جميع المحاليل معقمة). تخلط عن طريق التحريك المغناطيسي.
    ملاحظة: الخلط جيدا بعد إضافة KPO4 يمنع ترسيب فوسفات الكالسيوم عند إضافة CaCl2.
  4. لكل نوع من الألواح (0 ملي مولار CP ، 50 ملم CP ، 100 ملي متر CP ، GP) ، aliquot 8 مل من الوسط المعني لكل طبق بتري 55 مم × 10 مم في ظل ظروف شبه معقمة (في غطاء التدفق أو بجوار موقد بنسن).
    ملاحظة: يمكن صنع ما يقرب من 62 لوحة NGM من كل نوع من هذه الخطوة.
  5. قم بتبريد الأطباق عن طريق تركها في RT لمدة 3 ساعات تقريبا ، ثم قم بتخزينها في 4 درجات مئوية لمدة تصل إلى أسبوعين حتى الاستخدام.
  6. أضف 200 ميكرولتر من معلق الإشريكية القولونية OP50 إلى كل NGM GP واتركه يجف طوال الليل عند 20 درجة مئوية في حاضنة.
    ملاحظة: يمكن تخزين اللوحات في RT لمدة تصل إلى 1 أسبوع قبل استخدامها.

2. صيانة C. ايليجانس والتحضير لاختبار التعلم الترابطي عن طريق وضع البيض في الوقت المناسب 13 (3 أيام قبل الفحص)

ملاحظة: تتطلب جولة واحدة من اختبار الانجذاب الكيميائي بالتنسيق المقترح ما لا يقل عن 24 لوحة للنمو (GP) ، و 48 لوحة للفحص (لوحات الفحص ، AP) ، و 8 لوحات لكل مجموعة تكييف (لوحات التكييف ، CP). بالنسبة للفصل الذي ينقسم إلى ثماني مجموعات طلابية ، هذا يعني أن كل مجموعة طلابية تتلقى 3 GP و 6 CP و 6 AP - أي 1 CP و 1 AP لكل حالة تجريبية.

  1. حافظ على C. ايليجانس N2 (var. بريستول) على ألواح أجار NGM التي تغذيها بالإشريكية القولونية الحية OP50 عند 20 درجة مئوية. قم بتخزين الألواح رأسا على عقب طوال فترة الصيانة لتقليل فقدان الرطوبة من الألواح.
  2. انقل 30 شابا (اليوم 2) N2 بالغين إلى كل طبيب عام.
  3. اسمح للحيوانات بوضع البيض لمدة 8 ساعات تقريبا عند 20 درجة مئوية.
  4. قم بإزالة جميع البالغين من الأطباق وزراعتها رأسا على عقب عند 20 درجة مئوية لمدة 3 أيام.

3. تحضير الفحص (1 يوم قبل الفحص)

  1. تحضير البذور (+) وغير المصنفة (-) CP.
    1. بذرة نصف دفعة كل من 0 ملي كلوريد الصوديوم CP و 50 ملي مولار كلوريد الصوديوم CP و 100 ملي كلوريد الصوديوم CP مع 200 ميكرولتر OP50 لكل لوحة (CP0 + و CP50 + و CP100 + على التوالي).
      ملاحظة: قد تؤدي إضافة تعليق OP50 إلى CP0 + إلى حمل كمية صغيرة من كلوريد الصوديوم (<2 ملي كلوريد الصوديوم) ، والتي من غير المرجح أن تؤثر بشكل كبير على سلوك الانجذاب الكيميائي. في الحالات التي تكون فيها التركيزات الصغيرة من كلوريد الصوديوم ذات صلة ، يمكن استيعاب ذلك عن طريق إضافة 2 ملي مولار كلوريد الصوديوم إلى ألواح CP0- وقطاع "عدم الملح" على ألواح الفحص.
    2. اترك الصفائح تجف طوال الليل عند 20 درجة مئوية في حاضنة جنبا إلى جنب مع النصف غير المصنف من CP (CP0- و CP50- و CP100- على التوالي)
  2. تحضير لوحات الفحص (AP).
    1. قم بإعداد ثلاث زجاجات زجاجية نظيفة سعة 1 لتر وأضف ما يلي:
      1. أضف 2.5 جم من البيبتون ، و 17 جم من الأجار ، و 975 مل من الماء المقطر ، ومحرك مغناطيسي إلى زجاجة واحدة (ل 0 ملي كلوريد الصوديوم)
      2. أضف 3 جم من كلوريد الصوديوم ، و 2.5 جم من البيبتون ، و 17 جم من أجار ، و 975 مل من الماء المقطر ، ومحرك مغناطيسي إلى زجاجة واحدة (ل 50 ملي كلوريد الصوديوم)
      3. أضف 6 جم من كلوريد الصوديوم ، و 2.5 جم من البيبتون ، و 17 جم من أجار ، و 975 مل من الماء المقطر ، ومحرك مغناطيسي إلى زجاجة واحدة (100 ملي كلوريد الصوديوم)
    2. قم بتعقيم الزجاجات الثلاث لمدة 15 دقيقة عند 121 درجة مئوية ، ثم اترك الزجاجات تبرد لمدة 30 دقيقة عند 55 درجة مئوية في حمام مائي.
    3. في هذه الأثناء ، قم بتسمية الجزء السفلي من كل قسم من طبق Y-Petri (طبق بتري مقاس 90 مم × 10 مم مقسم إلى ثلاث مقصورات بواسطة جدار داخلي) مع تركيز كلوريد الصوديوم المقابل للوسط المراد سكبه فيه. ارسم دائرة نصف قطرها 5 مم حول مركز اللوحة ، حيث تلتقي الجدران الثلاثة (الشكل 1).
      ملاحظة: ستمثل المنطقة داخل الدائرة ، جنبا إلى جنب مع الجدران نفسها ، منطقة الاستبعاد لأغراض العد: لن يتم احتساب الديدان الموجودة داخل هذه المناطق أثناء العد ضمن إجمالي أي قطاع.
    4. ضع الزجاجات (واحدة تلو الأخرى) على محرك مغناطيسي ساخن. أضف إلى كل زجاجة 25 مل من 1 M KPO4 (الرقم الهيدروجيني = 6.0 في RT). تخلط جيدا لمدة دقيقتين ، ثم تضاف 1 مل من 1 M CaCl2 ، و 1 مل من 5 مجم / مل من الكوليسترول في الإيثانول ، و 1 مل من 1 M MgSO4 (يجب أن تكون جميع المحاليل معقمة). تخلط عن طريق التحريك المغناطيسي.
    5. ضع الوسط 0 مم في حجرة واحدة من طبق Y-Petri مقاس 90 مم × 10 مم حتى يصل الوسط إلى أعلى الجدار الداخلي ، ثم اترك حوالي 5 دقائق حتى يتصلب.
    6. قم بنقل الوسط 100 ملي في المقصورة الثانية من طبق Y-Petri حتى يلامس الوسط قسم كلوريد الصوديوم المتصلب 0 ملي بجوار له. لتجنب الامتداد إلى القسم الفارغ المجاور، املأ القسم 100 ملم حتى حافة الجدار Y الداخلي، ثم استخدم طرف ماصة معقم سعة 10 ميكرولتر لكسر التوتر السطحي للوسط على طول الجدار Y وتوصيله بقسم كلوريد الصوديوم 0 ملليمتر. ثم اترك حوالي 5 دقائق حتى تتصلب.
    7. قم بتقسيم الوسط 50 ملي في المقصورة الفارغة المتبقية من طبق Y-Petri حتى يلامس الوسط الأقسام المجاورة 0 ملي كلوريد الصوديوم و 100 ملي مولار كلوريد الصوديوم. احرص على عدم تسرب الوسيط إلى الأقسام المجاورة. ثم اترك حوالي 5 دقائق حتى تتصلب.
    8. قم بتخزين الأطباق طوال الليل عند 20 درجة مئوية في حاضنة.
      ملاحظة: يمكن عمل ما يقرب من 50 نقطة وصول من هذه الطريقة.
  3. تحضير 1 لتر من المخزن المؤقت M9 المعقم14.

4. C. ايليجانس مقايسة التعلم الترابطي (يتم إجراؤها هنا بواسطة 8 مجموعات بالتوازي)

  1. ماصة 1 مل من المخزن المؤقت M9 المعقم على GP وقم بتدوير اللوحة برفق لطرد الديدان (معظمها من البالغين بعمر يوم واحد) من OP50 والأجار ، لتشكيل تعليق.
  2. قم بإمالة اللوحة، واجمع نظام التعليق الدودي في المخزن المؤقت M9 بطرف ماصة بلاستيكية سعة 1 مل، ثم انقلها إلى أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل.
    ملاحظة: يمكن قص الجزء العلوي من طرف الماصة باستخدام مقص لزيادة قطر الفتحة. يقلل هذا من إجهاد القص والضرر المادي أثناء مرور الديدان عبر الطرف، ويمكن أن يكون مفيدا بشكل خاص عند العمل باستخدام أطراف ماصة سعة 200 ميكرولتر. قبل البدء في التجارب ، من المهم التأكد من أن الديدان لا تلتصق بنوع الأنبوب المستخدم ؛ يمكن القيام بذلك عن طريق مراقبة الأنبوب تحت مجهر تشريح بعد إزالة تعليق الدودة.
  3. كرر العملية لجميع GP ، ثم اترك الديدان تستقر في قاع أنابيب الطرد المركزي الدقيقة لمدة 60 ثانية تقريبا ، لتشكيل حبيبات.
  4. قم بإزالة المخزن المؤقت M9 الطافي / الزائد باستخدام ماصة سعة 1 مل ، مع الحرص على عدم إزعاج الحبيبات.
  5. اغسل الحبيبات ب 1 مل من المخزن المؤقت M9 المعقم مرتين أخريين لإزالة أي بقايا OP50. اترك الحبيبات تستقر لمدة 60 ثانية تقريبا بين الغسيل. أعد تعليق الحبيبات بعد غسلها إلى 300 ميكرولتر باستخدام M9 Buffer.
  6. انقل ببطء 50 ميكرولتر من معلق الدودة (حوالي 200-300) إلى كل لوحة تكييف (CP0- و CP0+ و CP50- و CP50+ و CP100- و CP100+). قم بتدوير التعليق في كل مرة قبل الاقتباس للحفاظ على الديدان معلقة بالتساوي. بالنسبة للأطباق المصنفة ب OP50 ، ضع قطرة الدودة بعيدا عن عشب الطعام البكتيري. اسمح للتعليق بالامتصاص في أجار.
  7. قم بتخزين الأطباق رأسا على عقب عند 20 درجة مئوية في حاضنة لمدة 4 ساعات تقريبا ، مما يسمح للديدان بالتجول.
    ملاحظة: يمكن تقصير خطوة التكييف إلى ساعتين لاستيعاب جداول دورات البكالوريوس.
  8. ماصة 1 مل من المخزن المؤقت M9 المعقم على CP وقم بتدوير اللوحة برفق لطرد الديدان، وتشكيل تعليق.
  9. قم بإمالة اللوحة، واجمع نظام التعليق الدودي M9 بطرف ماصة بلاستيكية سعة 1 مل، وانقله إلى أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل.
  10. اسمح للديدان بالاستقرار في قاع أنبوب الطرد المركزي الدقيق لمدة 60 ثانية تقريبا.
  11. قم بإزالة المخزن المؤقت للطاف/M9 الزائد باستخدام ماصة سعة 1 مل دون إزعاج حبيبات الدودة.
  12. اغسل الديدان مرتين أخريين باستخدام 1 مل من المخزن المؤقت المعقم M9. اترك الحبيبات تستقر لمدة 60 ثانية تقريبا بين الغسيل.
  13. املأ أنبوب الطرد المركزي الدقيق بمخزن M9 إلى علامة 1 مل واترك حبيبات الدودة تستقر لمدة 60 ثانية تقريبا.
  14. قم بإزالة 960 ميكرولتر من المادة الطافية باستخدام ماصة سعة 1 مل ، مع الحرص على عدم إزعاج الحبيبات.
  15. قم بتدوير أنبوب الطرد المركزي الدقيق أو هزه برفق لإعادة تعليق الديدان، ثم استخدم ماصة سعة 20 ميكرولتر لنقل 20 ميكرولتر من حبيبات الدودة (التي تحتوي على ما يقرب من 100-150) إلى مركز نقطة الوصول، حيث تلتقي جميع أجزاء الجدار Y. كرر هذه الخطوة لنقاط الوصول الأخرى.
  16. اسمح للديدان بالتجول لمدة 30 دقيقة عند 20 درجة مئوية ، ثم احسب عدد الديدان الموجودة في كل قسم من أقسام AP (0 ملي كلوريد الصوديوم ، و 50 ملي كلوريد الصوديوم ، و 100 ملي كلوريد الصوديوم ، على التوالي) تحت مجهر مجسم. استبعد أي ديدان موجودة في نطاق 5 مم من مركز اللوحة في أي قسم أو على الحدود بين الأقسام (الشكل 1).
  17. اسمح للديدان بالتجول لمدة 30 دقيقة أخرى عند 20 درجة مئوية ، ثم احسب عدد الديدان في كل قسم من نقاط الوصول مرة أخرى. استبعد أي ديدان موجودة في نطاق 5 مم من مركز اللوحة في أي قسم.
  18. احسب مؤشر الانجذاب الكيميائي (CI) لكل لوحة لكل نقطة زمنية باستخدام الصيغة15،16:
    figure-protocol-1

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

أثر التكييف لمدة 4 ساعات على أطباق بكميات مختلفة من كلوريد الصوديوم (0 ملم ، 50 ملم ، 100 مل) ، مع أو بدون طعام ، بشكل كبير على سلوك النوع البري (N2) C. ايليجانس. بعد 30 دقيقة على لوحة الفحص ، كان للديدان المكيفة على أطباق ذات تركيزات عالية من كلوريد الصوديوم والطعام (CP100 +) والديدان المكيفة على أطباق خالية من كلوريد الصوديوم ولا طعام (CP0-) CI إيجابي ، مما يشير إلى تفضيل تركيزات أعلى من كلوريد الصوديوم (الشكل 2 ، الجدول 1 ،

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

في هذه المقالة ، نصف تقييم التعلم الترابطي في الديدان الخيطية C. ايليجانس باستخدام الانجذاب الكيميائي كنموذج تجريبي. في مثالنا ، استخدمنا ستة شروط تجريبية. على وجه التحديد ، N2 من النوع البري C. ايليجانس تم تكييفها على أطباق ذات تركيزات منخفضة (0 مليمتر) أو متوسطة (50 ملم) أو عالية (100 ملم) كلوريد الصوديوم التي تم زرعها إما بغذاء الديدان الخيطية القياسي (بكتريا قولونية سلالة بكتيرية OP50) أو تركت غير مصنفة. بعد ذلك ، C . ايليجانس سمح للتجول في لوحة فح...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

نخصص هذه الورقة لذكرى يوهانس بيرثولد. تم توفير بعض السلالات من قبل مركز Caenorhabditis Genetics (CGC) ، الذي يموله مكتب المعاهد الوطنية للصحة لبرامج البنية التحتية للبحوث (P40 OD010440). ويعرب البنك عن امتنانه للدعم المالي المقدم من المعهد الألماني للدولكس.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
أجارChemsolute9972-2KG
باكتو-بيبتونGibco211677
CaCl2 محلول 1M ميرك2389
سلالاتCaenorhabditis elegansمركز وراثة الكينورابديتس (CGC)
كوليسترول روت8866.1
ثقافةE. coli OP50 سائلةN/AN/A
إيثانولChemsolute22731000
KH2PO4 روت P018.2
KPO4 (KH2PO4, K2HPO4) محلول 1 M Chemsolute16341000
MgSO4 محلول 1 M روتT888.2
أنبوبات مايكروسنتريفوجا 1.5 ملإبندورفN/A
Na2HPO4 روتT877.1
NaClChemsolute13671000
أطباق بتري Y مقاس 90 × 10 مممونلاب4-0033

المراجع

  1. Ardiel, E. L., Rankin, C. H. An elegant mind: Learning and memory in Caenorhabditis elegans. Learn Mem. 17, 191-201 (2010).
  2. Rescorla, R. A., Holland, P. C. Behavioral studies of associative learning in animals. Ann Rev Psychol. 33, 265-308 (1982).
  3. Schleyer, M., Fendt, M., Schuller, S., Gerber, B. Associative learning of stimuli paired and unpaired with reinforcement: Evaluating evidence from maggots, flies, bees, and rats. Front Psychol. 9, 1494(2018).
  4. Dekkers, M. P. J., Salfelder, F., Sanders, T., Umuerri, O., Cohen, N. Plasticity in gustatory and nociceptive neurons controls decision making in C. elegans salt navigation. Comm Biol. 4, 1053(2021).
  5. Lim, J. P., et al. Loss of CaMKI function disrupts salt-aversive learning in C. elegans. J Neurosci. 38 (27), 6114-6129 (2018).
  6. Iino, Y. Chapter 13 - Salt Chemotaxis Learning in Caenorhabditis elegans. Handb Behav Neurosci. 22, 151-159 (2013).
  7. Kunitomo, H., et al. Concentration memory-dependent synaptic plasticity of a taste circuit regulates salt concentration chemotaxis in Caenorhabditis elegans. Nat Comm. 4, 2210(2013).
  8. Hiroki, S., et al. Molecular encoding and synaptic decoding of context during salt chemotaxis in C. elegans. Nat Comm. 13, 2928(2022).
  9. Hukema, R. K., Rademakers, S., Jansen, G. Gustatory plasticity in C. elegans involves integration of negative cues and NaCl taste mediated by serotonin, dopamine, and glutamate. Learn Mem. 15, 829-836 (2008).
  10. Tomioka, M., et al. The insulin/PI 3-kinase pathway regulates salt chemotaxis learning in Caenorhabditis elegans. Neuron. 51 (5), 613-625 (2006).
  11. Jansen, G., Weinkove, D., Plasterk, R. H. A. The G-protein gamma subunit gpc-1 of the nematode C.elegans is involved in taste adaptation. EMBO J. 21 (5), 986-994 (2002).
  12. Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook. , Pasadena, CA. (2006).
  13. Sutphin, G. L., Kaeberlein, M. Measuring Caenorhabditis elegans life span on solid media. J Vis Exp. 27, e1152(2009).
  14. Cold Spring Harbor Laboratory. M9 Buffer for Worms. Cold Spring Harb Protocol. , (2014).
  15. Bargmann, C. I., Hartwieg, E., Horvitz, H. R. Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans. Cell. 74, 515-527 (1993).
  16. Troemel, E. R., Kimmel, B. E., Bargmann, C. I. Reprogramming chemotaxis responses: Sensory neurons define olfactory preferences in C. elegans. Cell. 91, 161-169 (1997).
  17. Amano, H., Maruyama, I. N. Aversive olfactory learning and associative long-term memory in Caenorhabditis elegans. Learn Mem. 18 (10), 654-665 (2011).
  18. Nishijima, S., Maruyama, I. N. Appetitive olfactory learning and long-term associative memory in Caenorhabditis elegans. Front Behav Neurosci. 11, 80(2017).
  19. Park, C., et al. Roles of the ClC chloride channel CLH-1 in food-associated salt chemotaxis behavior of C. elegans. eLife. 10, e55701(2021).
  20. Zhang, C., et al. The signaling pathway of Caenorhabditis elegans mediates chemotaxis response to the attractant 2-heptanone in a Trojan horse-like pathogenesis. J Biol Chem. 291 (45), 23614-23627 (2016).
  21. Jeong, J., Cho, N. J. Isolation of Caenorhabditis elegans mutants defective in chemotaxis toward cAMP. Integ Biosci. 10 (4), 237-241 (2006).
  22. Fire, A., et al. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature. 391 (6669), 806-811 (1998).
  23. Ikeda, D. D., Duan, Y., Matsuki, M., Iino, Y. CASY-1, an ortholog of calsyntenins/alcadeins, is essential for learning in Caenorhabditis elegans. Proc Nat Acad Sci. 105 (13), 5260-5265 (2008).
  24. Bargmann, C. I., Horvitz, H. R. Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans. Neuron. 7, 729-742 (1991).
  25. Iino, Y., Yoshida, K. Parallel use of two behavioral mechanisms for chemotaxis in Caenorhabditis elegans. J Neurosci. 29 (17), 5370-5380 (2009).
  26. Rabinowitch, I., et al. Circumventing neural damage in a C. elegans chemosensory circuit using genetically engineered synapses. Cell Syst. 12, 263-271 (2021).
  27. Luo, L., et al. Dynamic encoding of perception, memory, and movement in a C. elegans chemotaxis circuit. Neuron. 82 (5), 1115-1128 (2014).
  28. Saeki, S., Yamamoto, M., Iino, Y. Plasticity of chemotaxis revealed by paired presentation of a chemoattractant and starvation in the nematode Caenorhabditis elegans. J Exp Biol. 204 (10), 1757-1764 (2001).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

قياس التعلم الترابطي في الانجذاب الكيميائي للديدان الخيطية Caenorhabditis elegans
اتصل بنا
أوصِ بها للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.