El crecimiento de C. elegans utilizando el método LSCP produce un promedio de aproximadamente 2,4 millones de gusanos de etapa mixta por muestra durante 12,2 días. El crecimiento de C. elegans utilizando el método LSCP permite a los usuarios generar grandes poblaciones de etapa mixta de C. elegans con poco manejo y manipulación de los animales, lo que es ideal para estudios ómicos a gran escala(Figura 1). Una vez que un LSCP se ha lleno de gusanos adultos, ha alcanzado un gran tamaño de población y le quedan bacterias mínimas, los usuarios pueden cosechar y estimar el tamaño de la población. Este punto también puede servir como un control de calidad mediante la evaluación de si la población es suficiente para su uso en una tubería -ómica (Figura 2). La dinámica de la población depende de la cepa en sí, el comportamiento de la cepa(es decir,las cepas de madriguera tienden a tener una menor recuperación del gusano) y el éxito del crecimiento(es decir,la contaminación). El método LSCP se probó en 15 cepas de C. elegans que contenían una mezcla de mutantes del Caenorhabditis Genetics Center (CGC) y cepas silvestres de Caenorhabditis elegans Natural Diversity Resource (CeNDR)25. Los genotipos de cepa se describen en la Tabla suplementaria 3.
El método LSCP produjo tamaños de población de aproximadamente 94.500 a 9.290.000. El tamaño medio de la población dentro de la cepa de referencia, PD1074, y a través de las cepas fue de aproximadamente 2,4 millones de gusanos (Figura 3). No se encontraron diferencias significativas en los tamaños de población estimados entre las cepas de C. elegans en el transcurso de un promedio de 12,2 días de crecimiento de LSCP(Figura 4). Pd1074 LSCPs tomó entre 10 – 14 días para crecer a una población completa de etapa mixta. El tiempo medio de crecimiento en pd1074 fue de 10 días. La cepa de crecimiento más lento creció durante un máximo de 20 días, y la cepa de crecimiento más rápido creció durante un mínimo de 10 días (Figura 4).
Por lo tanto, utilizando este método LSCP, los usuarios pueden integrar fácilmente nuevas cepas de interés en un estudio con poco conocimiento de la sincronización del desarrollo y la experiencia de fondo. Tenga en cuenta que las cepas y fenotipos que tienen que ser mantenidos por picking, tienen defectos de fecundidad, son heterocigotos, o tienen defectos de crecimiento pueden no funcionar bien en esta tubería.
La citometría de flujo de partículas grandes y las imágenes de muestras permiten a los usuarios documentar la distribución de la población. Se puede utilizar una amplia variedad de plataformas para medir el crecimiento exitoso de la población.
Para mediciones -ómicas reproducibles, es importante cultivar cultivos consistentes. Las métricas de reproducibilidad del cultivo son el número de gusanos y una distribución de tamaño consistente para una cepa dada. Mostramos la distribución de la muestra para la cepa de referencia, PD1074 , una variante de la cepa original N2 Bristol, utilizando el LPFC23,26 y las imágenes de microscopio micro confocal como proxies para el éxito del crecimiento. Como los gusanos se midieron desde el estadio L1 hasta el adulto grávido en la distribución lpfc(Figura 5),las imágenes posteriores(Figura 6),y la variación en la distribución de la población a través de las muestras(Figura 7),podemos ver que esta tubería generó una población en etapa mixta de C. elegans.
Para echar un vistazo más de cerca a la distribución de la población de nuestras muestras de etapa mixta, observamos la distribución de 35 PD1074 LSCPs observando el porcentaje de gusanos que caen dentro de cada región a lo largo de toda la distribución de Tiempo de Vuelo (TOF)(es decir,longitud del cuerpo)(Figura 7A,B).

Figura 1: Descripción general de la canalización de crecimiento de gusanos LSCP. (A) Una vez recibidas en el laboratorio , todas las cepas se prepararon y congelaron para su almacenamiento a largo plazo a -80 °C2. B) Se preparó una placa "master chunk" a partir de una culata de gusanos congelados y se almacenó a 15 °C para ser utilizada durante un mes como mayor. (C) Cada muestra pasó por cuatro pasos sucesivos de fragmentación para reducir el estrés generacional antes de crecer en el LSCP. (D)seleccionaron a 5 adultos grávidos individuales del "pedazo 4" placa de 6 cm en el paso (d) y el punto blanqueado en cinco áreas dadas del LSCP. (E)El LSCP se colocó en una sala de temperatura controlada y creció a 20 °C hasta que el LSCP estaba lleno de gusanos adultos, alcanzó un gran tamaño de población y le quedaban bacterias mínimas. (F) La población de gusanos se cosechó y se recogió para los pasos aguas abajo. (G) Las alícuotas se crearon a partir del LSCP y se congelaron flash para las aplicaciones deseadas aguas abajo. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 2: Visión general de la cosecha de LSCP y la estimación del tamaño de la población. (A)se utilizaron 50 mL de M9 para lavar gusanos de la superficie ngma. La suspensión del gusano fue pipeteada en un tubo cónico de 50 mL. El paso (A) se repitió dos veces. (B)15 mL de suspensión de gusanos se vertieron en un nuevo tubo cónico de 15 mL. Los gusanos fueron peleteados por centrifugado. M9 + la ruina fue aspirada apagado sin la pelotilla del gusano que disturba. El paso (b) fue repetido hasta que los 150 mL de la suspensión del gusano fueran recogidos. (C) El pellet de gusano fue lavado y centrifugado tres veces con M9 para eliminar los restos restantes. Una vez que la muestra estaba limpia, el pellet de gusano se resuspendió en 10 mL de ddH2O.(D)Se creó una dilución en serie de la muestra para estimar el tamaño de la población de gusanos. Se utilizaron los factores de dilución que permitieron contar con precisión los gusanos. Los factores de dilución utilizados cambiaron dependiendo del tamaño de la población del LSCP. (E) Una vez que se eligieron los factores de dilución, todos los gusanos de las tres réplicas alícuotas de esa dilución se pipetearon en un portaobjetos limpio y los gusanos se contaron bajo un microscopio de disección. (F) La muestra se dividió en alícuotas de tamaño apropiado. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 3: El método LSCP generó en promedio una población de 2,4 millones de gusanos de etapa mixta. El LSCP produce tamaños de población en los crecimientos de población más pequeños en torno a 94.500 y en los mayores crecimientos de población en torno a 9.290.000. El tamaño medio de la población en todas las cepas fue de 2,4 millones de gusanos. Las barras debajo de los nombres de cepas de C. elegans indican si una cepa es un mutante CGC o un aislado natural de CeNDR. El tamaño de la muestra de LSCP se muestra para cada cepa. Se realizaron comparaciones para todos los pares utilizando la prueba HSD de Tukey. No se observaron diferencias significativas entre los tamaños de población estimados a través de las cepas de C. elegans (F (14,108) = 0,7, p = 0,77). Las barras de colores indican las pantallas de color estándar para la respectiva representación de la cepa de C. elegans. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 4: El método LSCP generó grandes poblaciones de gusanos en etapas mixtas en 10 a 20 días. Un LSCP dado de C. elegans creció hasta que la muestra estaba llena de gusanos adultos, alcanzó un tamaño de población grande, y tenía césped bacteriano mínimo a la izquierda. Los LSCPs tardaron entre 10 y 20 días en crecer a una población completa en etapas mixtas, dependiendo de la cepa. El tiempo medio de crecimiento a través de las cepas fue de 12,2 días. El tamaño de la muestra de LSCP se muestra para cada cepa. Cada barra de error se construyó utilizando 1 desviación estándar de la media. Los niveles no conectados por la misma letra son significativamente diferentes. Comparaciones para todos los pares usando la prueba HSD de Tukey. Una diferencia significativa fue encontrada en la cantidad de tiempo de crecimiento en LSCP necesario a través de las tensiones de los elegans de la C. (F (14.108) = 8,8, p < 0,0001*). Las barras de colores indican las pantallas de color estándar para la respectiva representación de la cepa de C. elegans. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 5: Medición mixta de la población y el crecimiento de la cepa de referencia de tipo salvaje, PD1074. Una distribución lpfc representativa de un crecimiento LSCP de la cepa de referencia de tipo salvaje, una variante de la cepa original N2 Bristol, (PD1074) documenta la distribución de tamaño y los recuentos de eventos de una población de etapa mixta. El eje X muestra la longitud (Tiempo de vuelo, TOF) de los gusanos ordenados. El eje y muestra la densidad óptica (extinción óptica, EXT) de los gusanos clasificados. Cada punto de datos es un gusano que se documentó en el ejemplo. Cada región TOF que se utilizó para el análisis de imágenes se muestra en un color diferente. Se crearon veinte regiones TOF (R2 – R21) que van desde un TOF de 50 a 2050. Los detalles sobre cada región tof se pueden encontrar en la tabla suplementaria 1. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 6: Las imágenes de gusanos clasificados de regiones TOF que van desde R2 – R12 muestran la distribución LPFC PD1074. En la región R2, se pueden identificar gusanos L1 y en la región R9 se identifican predominantemente adultos grávidos, que abarcan los dos extremos larvales del desarrollo que nos dan regiones aproximadas dentro de la distribución del citómetro de flujo de donde se esperan etapas en la distribución. La barra de escala representa 1 mm. Las imágenes representativas se tomaron de la distribución LPFC que se muestra en la Figura 5,y las cajas de colores corresponden a regiones de la Figura 5. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 7: Distribución de la población a través de las regiones de tiempo de vuelo (TOF) en la cepa de referencia de tipo salvaje, PD1074. Distribución de gusanos en toda la región TOF que muestra las regiones donde se encontraron los gusanos. Cada PD1074 LSCP se representa como un color individual. (A)El eje x muestra las veinte regiones TOF (R2 – R21) observadas y contadas para el LSCP, mostrando toda la distribución de tamaño. El eje y muestra el porcentaje de gusanos de un LSCP dado que tenían un tamaño corporal que caía en una región TOF determinada. (B) Como una fracción más pequeña de la población de gusanos cae entre las regiones R7-R21, el registro del porcentaje de gusanos que cayeron dentro de cada región se tomó para mostrar la distribución de la población. El eje X muestra las regiones TOF R7-R21. El eje Y muestra el registro del porcentaje de gusanos de un LSCP determinado que tenía un tamaño de cuerpo que caía en una región TOF determinada. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.
Figura suplementaria 1: Temperatura media diaria (°C) de las condiciones de crecimiento en las que se cultivó y manipuló el LSCP. Las temperaturas reportadas de la sala de Temperatura Controlada (TC) se documentaron y recolectaron a lo largo del lapso de seis meses de crecimiento y recolección de muestras. La temperatura media diaria se informa aquí. No se observaron diferencias significativas entre la temperatura en la que creció el LCSP durante la duración del proyecto (F(5,24) = 2,59, p = 0,0524). La diferencia de temperatura total no abarcó más de 0,003 °C a lo largo de los seis meses de duración del crecimiento y la generación de la muestra. Haga clic aquí para descargar esta figura.
Tabla suplementaria 1: Regiones cerradas por TOF utilizadas para clasificar gusanos en placas de 384 pozos para obtener imágenes. Las regiones agrupadas se crearon para abarcar un TOF de 100 en toda la distribución de TOF de 50 a 2050. Las regiones cerradas se pueden cambiar y optimizar para satisfacer sus necesidades. Cada región TOF que se utilizó para el análisis de imágenes se muestra en un color diferente. Haga clic aquí para descargar esta tabla.
Tabla suplementaria 2: Plantilla de placa de 384 pozos de regiones TOF y diseño de réplica. Cada muestra se clasificó en una placa de 384 pozos para obtener imágenes. Se crearon cuatro réplicas para cada región seleccionada para la clasificación. Las regiones cerradas se pueden cambiar y optimizar para satisfacer sus necesidades. Vea la tabla suplementaria 1 para las regiones cercadas específicas creadas y utilizadas en este protocolo. Cada región TOF que se utilizó para el análisis de imágenes se muestra en un color diferente. Haga clic aquí para descargar esta tabla.
Tabla suplementaria 3: Las cepas de C. elegans utilizadas en este protocolo contienen una mezcla de cepas CGC y CeNDR. La cepa, el genotipo, la fuente de la cepa y los detalles se describen en esta tabla. Haga clic aquí para descargar esta tabla.