Measuring Embryonic Viability and Brood Size in <em>Caenorhabditis elegans</em>

Ji Kent Kwah; Aimee Jaramillo-Lambert

doi:10.3791/65064

Messung der Embryonalviabilität und Brutgröße bei Caenorhabditis elegans

JoVE Journal
Genetics

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JoVE Journal Genetics

Measuring Embryonic Viability and Brood Size in Caenorhabditis elegans

Messung der Embryonalviabilität und Brutgröße bei Caenorhabditis elegans

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06:24 min

February 24, 2023

DOI: 10.3791/65064-v

Ji Kent Kwah¹, Aimee Jaramillo-Lambert¹

¹Department of Biological Sciences,University of Delaware

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a method for determining embryonic viability and brood size in the model organism C. elegans. The protocol is designed for novice researchers and provides clear instructions for assessing developmental processes.

Key Study Components

Area of Science

Neuroscience
Developmental Biology
Genetics

Background

Brood size and embryonic viability are critical indicators of developmental health.
Defects in these areas can signal issues in myosis, fertilization, and embryogenesis.
Understanding these processes is essential for genetic studies in C. elegans.
Identification of embryos versus unfertilized eggs is a key challenge for researchers.

Purpose of Study

To provide a standardized method for measuring brood size and embryonic viability.
To assist novice researchers in conducting experiments with C. elegans.
To facilitate the identification of genetic factors affecting development.

Methods Used

Transfer of individual L4 stage hermaphrodites to culture plates.
Scoring of embryos and larvae at specified intervals.
Use of differential cell counters for accurate counting.
Recording observations in laboratory notebooks for data accuracy.

Main Results

The viability percentage for the N2 strain was 98.9%.
Strains him-5(e1490) and spo-11(ok79) showed reduced viability at 74.9% and 0.8%, respectively.
The average brood sizes were 217 for N2, 105 for him-5(e1490), and 219 for spo-11(ok79).
Familiarity with C. elegans developmental stages is crucial for accurate data collection.

Conclusions

This method is a valuable first step in genetic studies related to development.
Clear identification of developmental stages enhances data reliability.
Further cytological analyses can follow to explore disrupted processes.

Frequently Asked Questions

What is the significance of brood size in C. elegans?

Brood size is an important indicator of reproductive success and developmental health in C. elegans.

How can I identify embryos versus unfertilized eggs?

Practice is essential; familiarize yourself with the different developmental stages using images and a microscope.

What temperature should be maintained during the experiment?

The standard culturing temperature is 20 degrees Celsius.

What tools are recommended for counting larvae and embryos?

A differential cell counter and a gridded plate are recommended for accurate counting.

How do I record my observations?

Observations should be meticulously recorded in a laboratory notebook for data accuracy.

What challenges might I face when conducting this experiment?

Identifying embryos and ensuring proper mating between hermaphrodites and males can be challenging.

In dieser Arbeit stellen wir eine allgemeine Methode vor, um die embryonale Lebensfähigkeit und die Gesamtzahl der produzierten Embryonen (Brut) mit dem Modellorganismus C. elegans zu bestimmen.

Dieses Protokoll zur Bestimmung der Brutgröße und der Lebensfähigkeit des Embryos wird von vielen C.elegans-Laboren verwendet. Eine Abnahme der Rohlingsgröße und der Lebensfähigkeit des Embryos kann auf Defekte in wichtigen Entwicklungsprozessen wie Myose, Befruchtung und Embryogenese hinweisen. Diese Technik bietet klare Anweisungen für unerfahrene C.elegans-Forscher.

Es ist relativ einfach einzurichten und auszuführen und ist ein guter Ausgangspunkt für die Arbeit mit neuen mutierten Stämmen. Die größte Herausforderung bei dieser Technik ist die Identifizierung von Embryonen und unbefruchteten Embryonen. Neue Forscher sollten die Identifizierung von Embryonen, Eizellen und den verschiedenen Larvenstadien üben, bevor sie mit diesen Experimenten beginnen.

Beschriften Sie zunächst die Rückseite der Platte und übertragen Sie einen einzelnen Hermaphroditen im L4-Stadium auf die Platte. Stellen Sie sicher, dass keine Embryonen oder andere Würmer auf die Platte übertragen werden. Lassen Sie die Würmer sich zu erwachsenen Tieren entwickeln und legen Sie sich 24 Stunden lang bei der Standard-Kulturtemperatur von 20 Grad Celsius selbst nach.

Erzielen Sie den Teller am dritten Tag. Beschriften Sie am nächsten Tag einen Satz neuer Platten und übertragen Sie den einzelnen Wurm des ersten Tages auf die neue Platte. Lassen Sie die Würmer 24 Stunden lang bei 20 Grad Celsius Embryonen legen.

Erzielen Sie den Teller am vierten Tag. Beschriften Sie am dritten Tag einen Satz neuer Platten und übertragen Sie die einzelnen Würmer des zweiten Tages auf die neue Platte. Lassen Sie die Würmer 24 Stunden lang bei 20 Grad Nachkommen legen.

Erzielen Sie den Teller am fünften Tag. Zeichnen Sie mit einem feinen Filzstift ein Rastermuster auf einen 35 Millimeter großen Deckel. Legen Sie den Gitterdeckel zum Zählen unter die Testplatte, um den Überblick über zuvor gezählte Würmer zu behalten.

Zählen Sie mit einem Differentialzellzähler die lebenden Larven und ungeschlüpften Embryonen innerhalb des einzelnen Quadrats. Bei Würmern an den quadratischen Rändern wird nach der Position des Wurmkopfes gezählt. Zähle Würmer mit Köpfen, die den oberen und linken Rand des Quadrats berühren.

Halten Sie die Anzahl der lebenden Larven und ungeschlüpften Embryonen in einem Laborbuch fest. Bewerten Sie am vierten Tag die Platte des zweiten Tages, indem Sie die lebenden Larven und ungeschlüpften Embryonen zählen und in einem Laborbuch festhalten. Bewerten Sie am fünften Tag die Platte des dritten Tages, indem Sie die lebenden Larven und ungeschlüpften Embryonen zählen und in einem Laborbuch festhalten.

Nachdem Sie die Rückseite der Platte beschriftet haben, übertragen Sie einen einzelnen L4-Hermaphroditwurm auf die Platte. Stellen Sie sicher, dass keine Embryonen oder andere Würmer auf die Platte übertragen werden. Übertragen Sie einen einzelnen männlichen L4-Wurm auf die Platte, auf der sich ein L-Vier-Hermaphrodit befindet.

Lassen Sie die Würmer 24 Stunden lang bei 20 Grad Celsius paaren und Nachkommen legen. Ritzen Sie die Platte für lebende Larven im Vergleich zu ungeschlüpften Embryonen am dritten Tag. Beschriften Sie am nächsten Tag einen Satz neuer Platten und übertragen Sie den Hermaphroditen und das Männchen auf die neue Platte.

Stellen Sie sicher, dass der Hermaphrodit das Erwachsenenalter erreicht hat. Lassen Sie die Hermaphroditen ihre Nachkommen 24 Stunden lang bei 20 Grad Celsius legen. Ritzen Sie die Platte für lebende Larven im Vergleich zu ungeschlüpften Embryonen am vierten Tag.

Beschriften Sie am dritten Tag einen Satz neuer Platten und übertragen Sie den Hermaphroditen und das Männchen auf die neue Platte. Lassen Sie die Würmer 24 Stunden lang bei 20 Grad Nachkommen legen. Bewerten Sie die Platte für lebende und nicht geschlüpfte Embryonen am fünften Tag.

Zählen Sie mit einem Differentialzellzähler die lebenden Larven und ungeschlüpften Embryonen vom ersten Tag an und halten Sie sie in einem Laborbuch fest. Zählen Sie am vierten Tag die lebenden Nachkommen und die ungeschlüpften Embryonen des zweiten Tages und halten Sie sie in einem Laborbuch fest. Überprüfen Sie den Teller des ersten Tages für Männer.

Wenn eine Paarung stattgefunden hat, beträgt das erwartete genetische Verhältnis von Hermaphroditen zu Männchen 50 zu 50. Wenn die Platte des ersten Tages keine Männchen enthält, kam es nicht zu einer Paarung zwischen dem Männchen und dem Hermaphroditen. Verwerfen Sie dieses Paarungspaar und halten Sie die Beobachtung im Laborbuch fest.

Zählen Sie am fünften Tag die lebenden Larven und die ungeschlüpften Embryonen des dritten Tages und halten Sie sie in einem Laborbuch fest. Der embryonale Viabilitätstest für N2 ergab einen Viabilitätsprozentsatz von 98,9%, während sowohl him-5(e1490) als auch spo-11(ok79) eine Verringerung der embryonalen Viabilität mit einem Prozentsatz von 74,9% bzw. 0,8% zeigten. Die durchschnittliche Brutgröße von N2, him-5(e1490) und spo-11(ok79) wurde mit 217, 105 bzw. 219 bestimmt.

Die Erkennung der verschiedenen Entwicklungsstadien von C. elegans ist wichtig für genaue und reproduzierbare Daten. Wir empfehlen, sich anhand von Bildern und einem Präpariermikroskop mit der Entwicklung von Würmern vertraut zu machen. Dieses Verfahren ist ein guter erster Schritt, um festzustellen, ob ein Gen an einem Entwicklungsprozess beteiligt ist, und kann von zytologischen Analysen gefolgt werden, um festzustellen, welcher Prozess gestört ist.