Mesure de l’apprentissage associatif dans la chimiotaxie du nématode Caenorhabditis elegans

Résumé

Ici, nous présentons un protocole pour tester l’apprentissage associatif en effectuant un conditionnement classique dans l’organisme modèle C. elegans. Le paradigme est basé sur l’appariement de la concentration de sel dans l’environnement avec la présence ou l’absence de nourriture, ce qui modifie leur chimiotaxie vers ou loin du sel.

Résumé

Pour adapter leur comportement, les animaux attribuent une valence aux informations sensorielles par le biais de l’apprentissage associatif, et mettent à jour cette association lorsque les conditions environnementales changent. Les réponses comportementales de Caenorhabditis elegans au chlorure de sodium offrent un paradigme bien défini pour étudier les mécanismes régissant l’apprentissage associatif. L’exposition des vers à des niveaux spécifiques de NaCl associée à la présence ou à l’absence d’aliments provoque une chimiotaxie vers ou loin de cette concentration de NaCl, respectivement. La mémoire associative se forme en quelques heures et peut être modifiée dans le même laps de temps lors de l’exposition des animaux à une concentration différente de NaCl.

Ici, nous décrivons comment tester la plasticité comportementale et l’apprentissage en se basant sur la chimiotaxie du sel de C. elegans . Les souches d’essai sont cultivées en cohortes synchronisées jusqu’à ce qu’elles atteignent l’âge adulte, puis sont conditionnées pendant plusieurs heures sur des plaques avec différentes concentrations de NaCl, en présence ou en absence de nourriture. Les animaux sont ensuite transférés dans des plaques d’essai contenant des régions de concentrations faibles, moyennes ou élevées de NaCl et on les laisse ramper pendant 30 minutes avant de compter le nombre de vers dans chaque région. Un indice de chimiotaxie est ensuite calculé à partir de la distribution des vers sur la plaque. Le test peut être utilisé pour tester l’effet d’une série de facteurs affectant l’apprentissage.

Introduction

Pour interagir de manière significative avec leur environnement et générer un comportement adaptatif, les animaux doivent interpréter les informations sensorielles qu’ils reçoivent : la question de savoir si un signal sensoriel donné est bénéfique ou préjudiciable à leur survie n’est presque toujours pas prédéterminée, mais dépend du contexte. Une tâche clé des systèmes sensoriels et nerveux est donc d’attribuer une valence aux informations environnementales par le biais de l’apprentissage associatif. Certains stimuli sont intrinsèquement appétitifs, comme la nourriture, et d’autres sont intrinsèquement aversifs, comme les signaux noc....

Protocole

1. Préparation des plaques de croissance (GP) pour synchroniser C. elegans avant le test d’apprentissage associatif, et préparation des plaques (CP) pour induire l’association [NaCl]-aliment le jour du test

REMARQUE : Les boîtes de Pétri pour la croissance et le conditionnement sont identiques aux plaques¹² des milieux de croissance des nématodes (NGM) standard, sauf que la concentration de NaCl a varié dans les plaques de NaCl CP de 0 mM et de NaCl CP de 100 mM.

1. Préparez quatre bouteilles en verre propres de 500 ml et ajoutez ce qui suit :
   ....

Résultats

Le conditionnement pendant 4 h sur des plaques avec différentes quantités de NaCl (0 mM, 50 mM, 100 mM), avec ou sans nourriture, a significativement affecté le comportement de C. elegans de type sauvage (N2). Après 30 minutes sur la plaque d’essai, les vers conditionnés sur des plaques avec des concentrations élevées de NaCl et des aliments (CP100+) et des vers conditionnés sur des plaques sans NaCl et sans aliment (CP0-) avaient un IC positif, indiquant une préférence pour des.......

Discussion

Dans cet article, nous décrivons l’évaluation de l’apprentissage associatif chez le nématode C. elegans en utilisant la chimiotaxie comme paradigme expérimental. Dans notre exemple, nous avons utilisé six conditions expérimentales. Plus précisément, des C. elegans de type sauvage N2 ont été conditionnés sur des plaques avec des concentrations de NaCl faibles (0 mM), moyennes (50 mM) ou élevées (100 mM) qui ont été ensemencées avec la nourriture standard pour nématodes (.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Agar	Chemsolute	9972-2KG
Bacto-peptone	Gibco	211677
CaCl2 solution 1M	Merck	2389
Caenorhabditis elegans souches	Caenorhabditis Genetics Center (CGC)
Cholesterol	Roth	8866.1
E. coli OP50 culture liquide	N/A	N/A
Ethanol	Chemsolute	22731000
KH2PO4	Roth	P018.2
KPO4 (KH2PO4, K2HPO4) solution 1 M	Chemsolute	16341000
MgSO4 solution 1 M	Roth	T888.2
Tubes de microcentrifugation 1,5 mL	Eppendorf	N/A
Na2HPO4	Roth	T877.1
NaCl	Chemsolute	13671000
Y-Petri platines 90 x 10 mm	Moonlab	4-0033