Name: Una lectura molecular de adaptación a largo plazo olfativa en C. elegans (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 30 s
Description: Aprende a implementar una lectura molecular de adaptación olfativa a largo plazo en C. elegans mediante GFP::EGL-4 en neuronas AWC. Este método permite visualizar la translocación nuclear como marcador del estado de adaptación sensorial.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Nos gustaría dar las gracias a Scott Hamilton, y los miembros del laboratorio O&#39;Halloran para la lectura de este manuscrito. También agradecemos a nuestro revisor anónimo por excelentes sugerencias y comentarios perspicaces.

1. Construcción de GFP Tagged EGL-4 animales que expresan <ol><li> Clonar la traslación de fusión GFP :: EGL-4 bajo el promotor para el gen ODR-3 (2678 pb uso directamente aguas arriba del codón de inicio): (p) ODR-3 :: GFP :: EGL-4. La expresión ODR-3 unidades promotoras en los pares de neuronas amphid: AWA, AWB, AWC, y débilmente en ASH. </li><li> Inyectar el plásmido (p) ODR-3 :: GFP :: EGL-4 de tipo salvaje (en N2) los animales en 50 ng / ml con los marcadores co-inyección estándar utilizando la línea germinal-8 técnicas de transformación: (p) ofm-1: : GFP 9 (25 ng / l), y (p) ODR 1-:: dsRed 10 (25 ng / l). El ODR-1 unidades promotor de expresión en el AWC y AWB amphid pares de neuronas, y el ofm-1 promotor de expresión en las unidades coelomocytes. </li><li> Someter a los animales transgénicos que expresan las matrices extracromosómicos detallado en el paso 1,2 para el ultravioleta (UV) / trimetilpsoraleno (TMP) protocolo de integración11. </li><li> Bleach sincronizar los 12 animales y cultivar en ellos el crecimiento de nematodos Medios (NGM) las placas que contenían E. OP50 coli a la etapa L4. Lave L4 animales en platos con NGM M9 tampón para eliminar E. OP50 bacterias coli. </li><li> Eliminar el tampón de M9 y añadir 50-100 l de 30 mg / ml de solución de trabajo TMP en el gusano pellet en el tubo de microcentrífuga de 1,5 ml. Envolver el tubo de microcentrífuga de 1,5 ml en papel de aluminio para bloquear la luz ambiental, y agitar suavemente en un agitador rotatorio durante 15 min en el embalaje flexible tubo de microcentrífuga de 1,5 ml. Transfiera los gusanos en la solución de TMP / gusano a una placa de NGM cabeza de serie grande. </li><li> Exponer a los gusanos en la placa de NGM a UV 350 μJ (X100) con un Stratalinker 2400. A continuación, añadir los gusanos a una placa que contiene NGM OP50 e incubar en la oscuridad durante 5 hr. </li><li> Elige 50 gusanos transgénicos para aproximadamente 10 placas sembradas (2-5 gusanos cada placa). Transferencia P0 es a las nuevas placas cada 24 horas durante 3 días. </li><li> Elige un 250 F1 clonalnimals (1 animal por placa). Clonar animales por 2-4 F2 de cada placa F1. Ver animales F3 para buscar una línea de transmisión 100% al ver la (p) ofm-1 :: patrón de expresión GFP bajo un microscopio de disección fluorescente. </li><li> Outcross la línea final integrado (s) con N2 animales de tipo salvaje 5 veces. Nos referiremos a la última línea integrada como pyIs500, y las buenas prácticas agrarias de etiquetado EGL-4 :: GFP molécula como EGL-4. </li></ol> 2. Cultivo y mantenimiento de animales para ensayos de translocación nuclear <ol><li> Cultivar los animales pyIs500 a 25 ° C en placas estándar de 10 cm NGM (ver más abajo para obtener la receta) se sembró con OP50 E. bacterias coli 13 (Figura 1). </li><li> En el Día 1, recoger cuatro y cincuenta y seis L4 pyIs500 animales de placas cultivadas a 25 ° C en cinco separados 10 cm OP50 E. coli sembraron placas e incubar a 25 ° C (es decir, L4 4-5 animales por placa). </li><li> El día 4, lavar adulto populations pyIs500 de animales de las placas de NGM grandes usando S-basal tampón (ver más abajo para obtener la receta). Usar pipetas desechables de vidrio para transferir los animales, ya que se pegará a la parte de puntas de pipeta de plástico. </li></ol> 3. Olor a largo plazo inducida por la translocación nuclear ensayos <ol><li> Lavar los animales pyIs500 3 veces en S-basal para eliminar las bacterias. No centrifugue los animales entre los mismos, sino que los animales puedan establecerse por gravedad en un tubo de microcentrífuga de 1,5 estacionario ml. Es crítico para asegurar que todas las bacterias se retira, y que los patés NGM están libres de contaminación, como las bacterias residuales afectará negativamente el resultado de la translocación de ensayo. Además, hemos encontrado que la esterilización en autoclave los tubos de 1,5 ml de microcentrífuga produce una &quot;pegajosa&quot; propiedad en las paredes interiores del tubo que hace que los animales se adhieren a los lados, y así utilizar no tratados en autoclave 1,5 ml tubos de microcentrífuga. </li><li> Mientras que los animales se están estableciendo entre los mismos, conforman tél adaptación solución. Añadir 100 ml de tampón de S-basal a un cilindro de 100 ml de graduación. Añadir la adaptación de olor a la S-basal y sellar el cilindro utilizando una banda de Parafilm ®. Si se realiza la adaptación benzaldehído añadir 7,5 l de benzaldehído a 100 ml de S-basal, para la adaptación butanona añadir 11 l de 2-butaone a 100 ml de S-basal. Invertir suavemente (no agitar) el cilindro graduado que contiene S-basales y olor 30 veces para crear una emulsión uniforme. </li><li> Después del lavado final en S-basal, que los animales puedan establecerse y eliminar todo el líquido. Etiquete un tubo &quot;+ ve&quot; o &quot;adaptar&quot; y el otro tubo &quot;-ve&quot; o &quot;unadapt&quot;. A continuación, añadir 1 ml de la mezcla de la adaptación al tubo de microcentrífuga de adaptación (+ ve), y se añade 1 ml de S-basal al tubo de microcentrífuga de control no adaptado (-ve). Trate de mantener el número de animales entre 100 y 200 en cada tubo. Con un poco de práctica, es posible estimar el número aproximado de animales en un sedimento por ojo. </li><li> Coloque un tubo de microcentrífuga de 1,5 ml tapón protectora cada tubo (impide que las tapas de hacer estallar abierto) y se colocan los tubos en un agitador rotatorio durante 80 min. Hemos encontrado que la exposición olor entre 60 min y 80 min produce resultados similares (ambos resultan en respuestas de adaptación a largo plazo). Sin embargo, 80 minutos de exposición proporciona resultados más consistentes en nuestras manos. Así, todos nuestros ensayos a largo plazo de adaptación están normalizados mediante el uso de una exposición min olor 80 (Figura 2). </li><li> Después de 80 minutos, lavar animales 3 veces en S-basal. Que los animales puedan establecerse por la gravedad entre cada lavado. </li></ol> 4. A corto plazo inducidos Odor-Ensayos de Translocación Nuclear <ol><li> En el caso de la adaptación olor a corto plazo, utilizar el mismo protocolo como a largo plazo por los ensayos de translocación inducida olor-(Pasos 3.1-3.4), sin embargo en lugar de incubar los pyIs500 animales en la adaptación de olor para 80 min, utilizar una exposición min 30 . La cuantificación de la inducción de olor ensayos de translocación nuclear se describen a continuación (Etapa 5) es la misma a largo plazo y corto-term exposiciones. </li></ol> 5. Calificación del Evento olor inducida por la translocación nuclear <ol><li> Hacer 2% de agarosa que contienen pastillas de 5 mM de azida sódica (NaN 3) por disolución de electroforesis en gel de agarosa en dH 2 0. Coloque una sola gota de agarosa fundida que contiene NaN 3 sobre un portaobjetos de microscopio de vidrio. Inmediatamente colocar otro portaobjetos de microscopio de vidrio en la primera diapositiva para aplanar la gota de agarosa fundida. Dejar durante 30 segundos, y luego suavemente separar el portaobjetos dejando un portaobjetos de microscopio con una almohadilla plana de agarosa de ~ 1 mm. </li><li> Después del lavado final en S-basal, permita que los gusanos a instalarse en el tubo de microcentrífuga de 1,5 ml y eliminar todo el líquido. A continuación, agregue los animales sabios de abandono en las almohadillas de agarosa de preparaciones microscópicas varios. Es importante mantener el número de animales de cada diapositiva para entre 50 y 100. Demasiados animales por diapositiva complicará puntuación y con frecuencia crean un resplandor después de la dispersión de la luz azul de excitación. El exceso de líquido puedeser malos de la almohadilla de agarosa utilizando un pequeño Kim-wipe. Poner un vaso de 0,5 mm cubreobjetos sobre la almohadilla y se deja reposar durante 2 minutos para permitir la NaN 3 para inmovilizar a los animales. Nota, los animales pueden ser recuperados de las diapositivas después de la puntuación. Los animales se recuperan de la anestesia NaN 3 después de ~ 1 hora si se transfiere a una placa sembrada NGM en una gota de buffer M9. </li><li> En este punto es imprescindible que cada experimentador idear una clave para rastrear qué diapositiva es el experimental (+ ve) diapositiva y diapositiva que es el control (-ve) diapositivas, las diapositivas y pasar a otra persona que ciegamente marcará el GFP: EGL-4 patrón de localización. Esto controlará cualquier sesgo experimentador. </li><li> Puntuación entre 50 y 100 animales por diapositiva utilizando un microscopio fluorescente vertical con los objetivos de aumento de 10X, 40X y 63X y filtros GFP / RFP. En primer lugar, localizar animales de menos de 10 aumentos con iluminación de campo brillante. En segundo lugar, localizar la neurona AWC apagando el bright-campo de iluminación y utilizando el filtro de RFP. (P) ODR-1 :: unidades DsRed expresión en las neuronas y AWB AWC. Las neuronas tienen AWC distintivos de células en forma de cuerpos ovalados, en comparación con los cuerpos celulares AWB que son más pequeños y de forma circular (Figura 2). </li><li> Una vez que el cuerpo de la célula AWC ha sido localizado, cambiar el filtro GFP y registrar la localización de las buenas prácticas agrarias: EGL-4 como la nuclear o citoplasmática. El uso de un contador permite al experimentador que seguir mirando por el ocular y anotó la diapositiva. Nota: 5.1-5.5 pasos se repiten al menos 3 veces en días diferentes para producir datos estadísticamente significativos (Figuras 1-2). </li></ol> 6. La supervisión, GFP-etiquetados EGL-4 durante la recuperación de la adaptación Olor a largo plazo <ol><li> Después del paso 3,5, dividir las poblaciones de pyIs500 animales en múltiples alícuotas y la puntuación para GFP nuclear versus citoplásmica :: EGL-4 en la AWC punto en el tiempo cero (es decir, después de la exposición min 80) y multiple puntos de tiempo posteriores (Figura 3). </li><li> Transferir tanto el control (-ve) y animales experimentales (+ ve) usando pipetas desechables de vidrio en placas de NGM. </li><li> Permitir que los animales se recuperen durante varios períodos de tiempo y volver a examinar la localización de GFP :: EGL-4in AWC en cada punto de tiempo como en los pasos desde 5,1 hasta 5,5. </li></ol> 7. Materiales Placas de NGM: Por 1 L añadir a 1 L ddH 2 0: 21 g de Bacto-Agar; 3 g Cloruro sódico (NaCl); 2,5 g de Bacto-peptona. Autoclave Media. Después del autoclave, enfriar el agar hasta que la temperatura se lee 54 ° C. Añadir las siguientes soluciones: 25 ml de 1 M tampón fosfato de potasio; 1 ml 1 M sulfato de magnesio (MgSO 4); 1 ml cloruro de calcio 1 M (CaCl 2); 1 ml de colesterol en etanol (5 mg / ml stock). 1 M dibásico K 2 HPO 4 174.2 g / mol: Por 500 ml: En 400 ml ddH 2 O, se disuelven 87,1 g Dibasic K 2 HPO 4. Ajustar el volumen a 500 L con ddH 2 O. Esterilizar por filtración utilizando un filtro de 500 ml Unidad estéril. Monobásico 1 M KH 2 PO 4 136.1 g / mol: Para 1 L: En 800 ml ddH 2 O, se disuelven 136,1 g monobásico KH 2 PO 4. Ajustar el volumen a 1 l con ddH 2 O. Esterilizar por filtración utilizando un filtro de 500 ml Unidad estéril. 1 M de fosfato de potasio (K 3 PO 4) pH 6,0: Para 1 L: En un filtro de 1 L Unidad estéril, añadir 868 ml de 1 M KH 2 PO 4 monobásico. Deje que la unidad se filtre, a continuación, añadir 132 ml de 1 M dibásico K 2 HPO 4. Deje que la unidad de filtrar todo el líquido. Retirar la unidad de filtro y ajustar el pH a 6,0. Almacenar a temperatura ambiente. S-basal: Para 1 L: añadir 50 ml de 1M K 3 PO 4 Buffer, pH ~ 6,0, y 20 ml de 5 M NaCl ac. Llene hasta 1 L conddH 2 O. Autoclave de soluciones. M9: Para 1 litro: 3 g de KH 2 PO 4, 6 g de Na 2 HPO 4, 5 g de NaCl, 1 ml 1 M MgSO 4, H 2 O. Llenar hasta 1 L con ddH 2 0. Esterilizar en autoclave.

<ol><li>Colbert, H. A., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odorant-specific+adaptation+pathways+generate+olfactory+plasticity+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Odorant-specific adaptation pathways generate olfactory plasticity in C. elegans.</a> Neuron. 14 (4), 803(1995).</li>
<li>Colbert, H. A., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+signals+modulate+olfactory+acuity%2C+discrimination%2C+and+memory+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Environmental signals modulate olfactory acuity, discrimination, and memory in Caenorhabditis elegans.</a> Learning and Memory. 4 (2), 179(1997).</li>
<li>Bargmann, C. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odorant-selective+genes+and+neurons+mediate+olfaction+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans.</a> Neuron. 74 (3), 515(1993).</li>
<li>L'Etoile, N. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cyclic+GMP-dependent+protein+kinase+EGL-4+regulates+olfactory+adaptation+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">The cyclic GMP-dependent protein kinase EGL-4 regulates olfactory adaptation in C. elegans.</a> Neuron. 36, 1079-10 (2002).</li>
<li>Lee, J. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nuclear+entry+of+a+cGMP-dependent+kinase+converts+transient+into+long-lasting+olfactory+adaptation%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Nuclear entry of a cGMP-dependent kinase converts transient into long-lasting olfactory adaptation.</a> PNAS. 107 (13), 6016(2010).</li>
<li>O'Halloran, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulators+of+AWC-mediated+olfactory+plasticity+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Genetics%22%5BJournal%5D)">Regulators of AWC-mediated olfactory plasticity in Caenorhabditis elegans.</a> PLoS Genetics. 5 (12), e1000761(2009).</li>
<li>O'Halloran, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+cGMP+levels+affect+the+localization+of+EGL-4+in+AWC+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Changes in cGMP levels affect the localization of EGL-4 in AWC in Caenorhabditis elegans.</a> PLoS ONE. 7 (2), e31614(2012).</li>
<li>Mello, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+gene+transfer+in+C.elegans%3A+extrachromosomal+maintenance+and+integration+of+transforming+sequences%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Journal%22%5BJournal%5D)">Efficient gene transfer in C.elegans: extrachromosomal maintenance and integration of transforming sequences.</a> EMBO Journal. 10, 3959-39 (1991).</li>
<li>Miyabayashi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+and+function+of+members+of+a+divergent+nuclear+receptor+family+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">Expression and function of members of a divergent nuclear receptor family in Caenorhabditis elegans.</a> Dev. Biol. 215, 314(1999).</li>
<li>L'Etoile, N. D., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfaction+and+odor+discrimination+are+mediated+by+the+C.+elegans+guanylyl+cyclase+ODR-1%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Olfaction and odor discrimination are mediated by the C. elegans guanylyl cyclase ODR-1.</a> Neuron. 25 (3), 575(2000).</li>
<li>Mello, C., Fire, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+transformation%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">DNA transformation.</a> Methods Cell Biol. 48, 451(1995).</li>
<li>Stiernagle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maintenance+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Wormbook%22%5BJournal%5D)">Maintenance of C. elegans.</a> Wormbook. , (2006).</li>
<li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71(1974).</li>
<li>Kauffman, A., Parsons, L., Stein, G., Wills, A., Kaletsky, R., Murphy, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((C.+elegans+Positive+Butanone+Learning%2C+Short-term%2C+and+Long-term+Associative+Memory+Assays%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays.</a> J. Vis. Exp. (49), e2490(2011).</li>
<li>Berkowitz, L. A., Hamamichi, S., Knight, A. L., Harrington, A. J., Caldwell, G. A., Caldwell, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+a+C.+elegans+Dopamine+Neuron+Degeneration+Assay+for+the+Validation+of+Potential+Parkinson%27s+Disease+Genes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Application of a C. elegans Dopamine Neuron Degeneration Assay for the Validation of Potential Parkinson's Disease Genes.</a> J. Vis. Exp. (17), e835(2008).</li>
<li>Pittenger, C., Kandel, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+search+of+general+mechanisms+for+long-lasting+plasticity%3A+Aplysia+and+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Trans.+R.+Soc.+Lond.+B.+Biol.+Sci%22%5BJournal%5D)">In search of general mechanisms for long-lasting plasticity: Aplysia and the hippocampus.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 358 (1432), 757(2003).</li>
</ol>

No hay conflictos de interés declarado.

La entrada nuclear inducida por el olor de un GFP-etiquetados EGL-4 molécula descrito aquí proporciona una lectura sólida molecular de la adaptación olfativa en C. elegans. Los ensayos nucleares inducidas olor-translocación son sencillas y requieren sólo unos pocos días de tiempo de preparación. El animal pyIs500 que hemos construido para estos ensayos, expresa un marcador que ilumina la neurona AWC, así como la expresión de la GFP-etiquetados EGL-4 proteínas. Por lo tanto, creemos que un experimentado...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Bacto Agar </td><td> Difco </td><td> DF0140-07-4 </td><td> NGM placas </td></tr><tr><td> Cloruro de Sodio </td><td> Fisher Chemical </td><td> S671-10 </td><td> NGM placas </td></tr><tr><td> Bacto Peptona </td><td> Difco </td><td> DF0118-07-2 </td><td> NGM placas </td></tr><tr><td> Fosfato de potasio dibásico </td><td> Fisher Chemical </td><td> S375-500 </td><td> S-Basal tampón y NGM placas </td></tr><tr><td> Fosfato de potasio monobásico </td><td> Fisher Chemical </td><td> P285-500 </td><td> S-Basal tampón y NGM placas </td></tr><tr><td> Kimwipes - Pequeño </td><td> Kimberly-Clark </td><td> LS2770 </td><td></td></tr><tr><td> Etanol 100% </td><td> Gold Shield QuímicaCo. </td><td> 43196-115 </td><td> olores de dilución para los ensayos de quimiotaxis </td></tr><tr><td> Cloruro de calcio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C8106-500G </td><td> NGM placas </td></tr><tr><td> Sulfato de magnesio </td><td> MP Biomedicals </td><td> 150136-500G </td><td> NGM placas </td></tr><tr><td> De azida de sodio 99% </td><td> Fisher Scientific </td><td> ICN10289180 </td><td> Anestésico </td></tr><tr><td> Agarosa - UltraPure </td><td> Invitrogen </td><td> 16500-500 </td><td> La agarosa almohadillas </td></tr><tr><td> Benzaldehído </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> B1334-100G </td><td> Olor AWC </td></tr><tr><td> Butanona, ACS Grado </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 360473-500ML </td><td> Olor AWC </td></tr><tr><td> Tubos de microcentrífuga de 1,5 ml de colores - </td><td> Denville </td><td> LS8147 </td><td></td></tr><tr><td> Pasteur 5-3/4 pipeta de vidrio desechable &quot; </td><td> Fisher Scientific </td&gt; <td> 13-678-20B </td><td></td></tr><tr><td> Stratalinker </td><td> Stratagene </td><td> Stratalinker 2400 </td><td> Integración UV </td></tr><tr><td> Botella de vacío del filtro - 500 ml </td><td> Nalgene </td><td> 09-740-25B </td><td></td></tr></tbody></table>

una lectura molecular de adaptación a largo plazo olfativa en<em&gt; c. elegans</em

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

Durante la estimulación sostenida neuronas sensoriales más adaptarán su respuesta al disminuir su sensibilidad a la señal. La respuesta de adaptación ayuda a la atención de forma y también protege las células de la sobre-estimulación. La adaptación en el circuito olfatorio de C. elegans fue descrita por primera vez por Colbert y Bargmann 1,2. Aquí, los autores definieron los parámetros del paradigma de la adaptación olfativa, que se utiliza para diseñar una pantalla genética para aislar mutantes defectuosos en su capacidad para adaptarse a los olores volátiles detectados por las células amphid Ala tipo C (AWC) neuronas sensoriales. Cuando wildtype C. elegans animales se exponen a un atractivo AWC-detectados olor 3 de 30 min se adaptarán su capacidad de respuesta al olor y entonces ignorar el olor en la adaptación de un ensayo de quimiotaxis de comportamiento para ~ 1 hr. Cuando wildtype C. elegans animales se exponen a un atractivo AWC-detectados olor de ~ 1 hr luego de ignorar el olor en la adaptación de achemotaxis comportamiento ensayo para ~ 3 h. Estas dos fases de adaptación olfativa en C. elegans fueron descritos como de corto plazo adaptación olfativa (inducido después de 30 min de exposición olor), y adaptación a largo plazo olfativo (inducido después de 60 min de exposición olor). Un trabajo posterior de L&#39;Etoile et al., 4 descubierto una proteína kinasa G (PKG) llamado EGL-4 que se requiere tanto para la adaptación olfativa a corto plazo ya largo plazo en las neuronas de AWC. El EGL-4 proteína contiene una secuencia de localización nuclear que es necesaria para la respuesta a largo plazo de adaptación olfativas pero prescindible para respuestas a corto plazo de adaptación olfativas en el AWC 4. Mediante el etiquetado de EGL-4 con una proteína fluorescente verde, que era posible visualizar la localización de EGL-4 en la AWC durante la exposición prolongada olor. El uso de este completamente funcional GFP-etiquetados EGL-4 (GFP :: EGL-4) molécula hemos sido capaces de desarrollar una lectura molecular de adaptación a largo plazo olfativo en la AWC 5. El uso de este molecular lectura de la adaptación olfativa hemos sido capaces de realizar ambas pantallas genéticas de avance y retroceso para identificar animales mutantes que exhiben defectuosos patrones de localización subcelular de GFP :: EGL-4 en la AWC 6,7. Aquí se describe: 1) la construcción de GFP :: EGL-4 animales que expresan; 2) el protocolo para el cultivo de los animales para los ensayos a largo plazo inducida por la translocación olor nucleares, y 3) la puntuación de la largo plazo olor inducida evento translocación nuclear y la recuperación (re-sensibilización) de la GFP nuclear :: EGL-4 Estado.

Un ejemplo del patrón de localización de GFP :: EGL-4in la AWC antes y después de la exposición prolongada olor se muestra en la Figura 2. Antes de la exposición prolongada olor, GFP :: EGL-4 se localiza en el citosol de la AWC (Figura 2B), y después de 80 min de exposición GFP olor :: EGL-4 se localiza en el núcleo de la AWC (Figura 2D). En el nivel conductual, los animales con citosólicas GFP :: EGL-4 en AWC son atraídos a una fuente puntual de olor (Figura 2C...

Aquí describimos una lectura molecular de adaptación a largo plazo olfativo en<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt;. La proteína quinasa G, EGL-4, es necesario para las respuestas de adaptación estables en el par de neurona sensorial primaria llamada AWC. Durante la exposición prolongados olor EGL-4 transloca del citosol al núcleo de la AWC.

Una lectura molecular de adaptación a largo plazo olfativa en<em&gt; C. elegans</em

Durante la estimulación sostenida, la mayoría de las neuronas sensoriales adaptarán su respuesta disminuyendo su sensibilidad a la señal. La respuesta de adaptación ayuda a...

El objetivo general de este video es detallar el desarrollo y la implementación de una lectura molecular de la adaptación olfativa a largo plazo en el gusano marino que describe el estado de adaptación de un animal. Esto se logra etiquetando una proteína quinasa G denominada egg L four con una molécula de proteína verde fluorescente y expresando esta fusión proteica en las células del ala amphi del tipo C o en las neuronas A WC. Como segundo paso, los animales que expresan la forma marcada con GFP de egg L four en las neuronas A WC se cultivan en placas de medio de crecimiento para nematodos que contienen la fuente alimenticia bacteriana OP 50. A continuación, tras cuatro días, una población de animales se lava de las placas de cultivo y se expone a un olor detectado por las A WC durante 80 minutos con el fin de promover la adaptación olfativa a largo plazo.Los resultados muestran una localización nuclear de la GFP marcada con egg L cuatro en la AWC de animales adaptados frente a una localización citoplasmática de la GFP marcada con ALE cuatro en animales de control no adaptados. Al crear una copia funcional de los campos ALE cuatro, las dos proteínas verdes fluorescentes. Podemos rastrear la localización subcelular de ACO cuatro en AWC y describir el estado conductual del animal en función de la localización de la GFP. Esta herramienta molecular nos permite investigar rápidamente el papel de diversos mutantes o tratamientos en la modulación de la respuesta celular tras una estimulación neuronal sostenida.Este Protocolo comienza con la construcción de animales etiquetados con GFP que expresan el huevo en estadio larval cuatro, tal como se describe en el procedimiento escrito que acompaña a este video. La línea integrada final se denomina I as 500 y la molécula de huevo etiquetada con GFP se denomina GFP huevo L4. Cultive los animales IS 500 a 25 grados Celsius en placas estándar de NGM de 10 centímetros, sembradas con bacterias OP50 E. coli. En el día uno, seleccione cuatro a cinco animales IS 500 en estadio larval cuatro de placas cultivadas a 25 grados Celsius y transfiéralos a placas de 10 centímetros sembradas con OP50 E. coli, utilizando un alambre de platino pequeño, denominado púa, para recoger y transferir los animales.Repita esto para cuatro placas adicionales. Incube las placas a 25 grados Celsius el día cuatro. Lave las poblaciones adultas de 500 animales IS de las placas grandes de NGM agregando tampón basal a la placa y agitando suavemente.Esto desprende a los animales de la superficie de la placa y los introduce en la solución tampón. Utilizando pipetas desechables de vidrio, aspire los animales de la placa y transfiera a un tubo einor de 1,5 mililitros. Comience los ensayos de translocación lavando los 500 animales en s basil para eliminar las bacterias; no centrifugue.Los animales entre lavados. Más bien, permita que los animales sedimenten por gravedad en un tubo microcentrífugo estacionario de 1,5 mililitros. Es fundamental asegurarse de que se elimine toda la bacteria y de que las placas NGM estén libres de contaminación, ya que las bacterias residuales afectarán negativamente el resultado del ensayo de translocación.Repetir el lavado con albahaca dos veces. Preparar la solución de adaptación añadiendo 100 mililitros de tampón de albahaca S a un cilindro graduado de 100 mililitros. Si se realiza la adaptación con aldehído, añadir 7,5 microlitros de aldehído a 100 mililitros de albahaca ESP y sellar el cilindro usando una tira de parafina.Invierta suavemente el cilindro graduado que contiene albahaca y olor 30 veces. Para crear una emulsión uniforme, agregue animales a cada tubo intentando mantener el número de animales entre 100 y 200 en cada tubo. Con algo de práctica, es posible estimar aproximadamente el número de animales en un paladar a simple vista después de que los animales se hayan asentado.Tras el lavado con S basil, retire todo el líquido del tubo epi orph, etiquete un nuevo tubo como positivo y el otro nuevo tubo como negativo. A continuación, agregue un mililitro de la mezcla de adaptación al tubo de centrífuga micromicrofuga de adaptación positivo y agregue un mililitro de S basil al tubo de control micromicrofuga no adaptado negativo. Coloque un protector de tapa de tubo de centrífuga micromicrofuga de 1,5 mililitros en cada tubo y coloque los tubos en un rotador durante 80 minutos.Después de 80 minutos, lave los animales tres veces en S basil, permitiendo que los animales sedimenten por gravedad entre cada lavado. Prepare geles al 2 % que contengan azida sódica cinco milimolar disolviendo el gel de electroforesis aros en agua destilada. Coloque una sola gota de mol y el gel que contiene azida sódica sobre un portaobjetos de vidrio; inmediatamente coloque otro portaobjetos de vidrio encima del primero para aplanar la gota de agarosa fundida.Deje reposar durante 30 segundos y luego separe suavemente las laminillas, dejando una laminilla con una almohadilla plana de aros de aproximadamente un milímetro. En este punto, es imprescindible que cada investigador elabore una clave para identificar cuáles laminillas corresponden al experimento positivo y cuáles al control negativo. Una vez que los gusanos se hayan asentado tras el lavado final en as basil, retire todo el líquido y luego agregue las muestras gota a gota sobre las almohadillas de aros de varias laminillas.Es importante mantener el número de animales por portaobjetos entre 50 y 100. Demasiados animales por portaobjetos complicarán la puntuación y a menudo generarán un resplandor disperso. Después de la excitación con luz azul, se puede absorber el exceso de líquido del cojín aros utilizando una pequeña toallita kim.Coloque un cubreobjetos de vidrio de 0,5 milímetros sobre la almohadilla y déjelo reposar durante dos minutos para permitir que el azida de sodio inmovilice a los animales. A continuación, pase los portaobjetos a otra persona que calificará ciegamente el patrón de localización de GFP en los huevos en estadio L4. Esto controlará cualquier sesgo experimental, calificando entre 50 y 100 animales por portaobjetos utilizando un microscopio fluorescente vertical con objetivos de aumento 10 ×, 40 × y 63 × y filtros G-F-P-R-F-P.En primer lugar, localice los animales con una ampliación de 10x utilizando la iluminación de campo claro. En segundo lugar, localice la neurona AWC apagando la iluminación de campo claro y utilizando el filtro RFP. El promotor olor.Un DS rojo dirige la expresión en una neurona WB y en neuronas A WC. Las neuronas A WC tienen cuerpos celulares con forma ovalada distintiva en comparación con los cuerpos celulares WB, que son más pequeños y de forma circular. Una vez localizado el cuerpo celular A WC, cambie al filtro GFP y registre la localización de GFP egg L cuatro como nuclear o citoplasmática.El uso de un contador permite al experimentador seguir mirando a través del ocular mientras registra los resultados en la preparación. Este proceso se repite al menos tres veces en días diferentes para obtener datos estadísticamente significativos. Se muestra un ejemplo del patrón de localización de GFP huevo L cuatro en la A WC antes y después de la exposición prolongada a olores, correspondiente al momento anterior a la exposición prolongada a olores.GFP huevo L cuatro se localiza en el citosol de la A WC tras 80 minutos de exposición al olor. GFP huevo cuatro se localiza en el núcleo de la A WC a nivel conductual. Los animales con GFP huevo cuatro en el citosol de una WC son atraídos hacia una fuente puntual de olor.Este gráfico se generó a partir de resultados representativos de ensayos de quimiotaxis de animales no adaptados. Observe que el índice de QUIMIOTAXIS está cercano a uno. Los animales que exhiben G-F-P-E-L nuclear cuatro en la A WC no son atraídos por una fuente puntual del olor adaptador.Este gráfico se generó a partir de resultados representativos de ensayos de QUIMIOTAXIS de animales adoptados. Observe que el índice de QUIMIOTAXIS es cercano a cero. Una vez que el huevo L cuatro ingresa al núcleo de las neuronas A WC, provoca cambios estables y duraderos en la fisiología de las A WC que persisten incluso cuando el huevo L cuatro ya no se encuentra en el núcleo.Después de 80 minutos de exposición al olor, los animales ignorarán una fuente puntual del olor de adaptación, y esta adaptación persistirá incluso después de 120 minutos de recuperación. Después de 80 minutos de exposición al olor, se observa GFP Egle cuatro en el núcleo de la A WC. Esta entrada NU al núcleo es tanto necesaria como suficiente para inducir la adaptación a largo plazo en la A WC. Después de 120 minutos de recuperación, estos animales ya no exhiben GFP Eagle cuatro nuclear, pero aún así ignoran una fuente puntual del aldehído olor de adaptación a nivel conductual, sin incluir los tiempos de cultivo.Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en unas pocas horas si se lleva a cabo correctamente.

a-molecular-readout-of-long-term-olfactory-adaptation-in-c-elegans

Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

En este artículo de vídeo, se describe un nuevo método que permite la construcción de los gradientes de olor con geometrías estable y controlable. Nos muestra brevemente cómo estos gradientes se pueden utilizar para la detección de defectos olfativos (anosmia total y parcial) y el estudio de las características más sutiles de comportamiento quimiotaxis.

De alta resolución de medición del comportamiento de olor-Driven en larvas de Drosophila

A continuación se describen los métodos de ensayo C. elegans aprendizaje asociativo y la memoria a corto y largo plazo asociativo. Estos ensayos se emplean las habilidades de la población de gusanos chemotax hacia olores volátiles, y la forma de asociaciones positivas en maridaje con el butanona chemoattractant. Aumentar el número de períodos acondicionado induce memoria a largo plazo.

C. elegans de aprendizaje positivo butanona, a corto plazo y largo plazo Ensayos de la memoria asociativa

Un método para evaluar cuantitativamente la respuesta quimiotáctica de...

C. elegans Ensayo de quimiotaxis

Después de la exposición a factores estresantes ambientales específicos, el nematodo Caenorhabditis elegans experimenta una amplia plasticidad fenotípica para entrar en una etapa juvenil 'dauer' resistente al estrés.  Presentamos métodos para la inducción controlada y la obtención de imágenes de la neuroplasticidad durante el dauer.

En vivo de imágenes de Dauer-específica neuronal Remodelación en C. elegans

El uso de un chip olfativo de"adaptado" para la proyección de imagen del calcio eficiente de los machos de C. elegans se describe aquí. También se muestran estudios de exposición masculina a glicerol y una feromona.

Usando un Chip de microfluidos adaptado olfativo para la proyección de imagen de la actividad Neuronal en respuesta a las feromonas en las neuronas de cabeza de macho de C. Elegans

Este protocolo analiza comportamiento navegación de larva de Drosophila en respuesta a la estimulación simultánea de la optogenetic de sus neuronas olfativas. Luz de longitud de onda de 630 nm se usa para activar las neuronas olfativas individuales expresando una rodopsina canal rojo-cambiado de puesto. Movimiento de larvas al mismo tiempo se realiza un seguimiento grabado digitalmente y analizados utilizando el software de medida.

Seguimiento de comportamiento larvario de Drosophila en respuesta a la estimulación de la Optogenetic de las neuronas olfatorias

Hemos desarrollado previamente protocolos para Caenorhabditis elegans para formar memorias asociativas a corto y largo plazo mediante entrenamiento masivo y espaciado, respectivamente. Aquí, se describen protocolos detallados para el acondicionamiento de C. elegans emparejando 1-propanol y ácido clorhídrico como estímulos condicionados y no condicionados, respectivamente, para formar memoria asociativa aversiva.

Aprendizaje asociativo aversivo y formación de la memoria mediante el emparejamiento de dos sustancias químicas en Caenorhabditis elegans

Aquí, presentamos un protocolo para probar el aprendizaje asociativo mediante la realización de condicionamientos clásicos en el organismo modelo C. elegans. El paradigma se basa en emparejar la concentración de sal en el ambiente con la presencia o ausencia de alimentos, lo que altera su quimiotaxis hacia o lejos de la sal.

Medición del aprendizaje asociativo en la quimiotaxis del nematodo Caenorhabditis elegans

Este protocolo establece métodos para extraer y cuantificar las respuestas a la feromona sexual volátil en C. elegans, proporcionando herramientas para estudiar la comunicación química y la trayectoria de navegación.

Extracción de feromonas sexuales volátiles y ensayo de quimioatracción en Caenorhabditis elegans

Un obstáculo importante para el estudio de la actividad celular durante los procesos cognitivos, como el aprendizaje y la memoria, es el uso de anestésicos para la preparación de imágenes in vivo . La anestesia afecta la memoria a corto plazo y la cognición en múltiples modelos, incluida Drosophila. Este estudio presenta un método único para preparar Drosophila adulta para imágenes in vivo sin anestesia.

In vivo Imágenes de la actividad neuronal en moscas adultas de Drosophila no anestesiadas

Aprende a implementar una lectura molecular de adaptación olfativa a largo plazo en C. elegans mediante GFP::EGL-4 en neuronas AWC. Este método permite visualizar la translocación nuclear como marcador del estado de adaptación sensorial.

Una lectura molecular de adaptación a largo plazo olfativa en

Explorar más videos