שחייה המושרה assay התנהגותית ומבוססת חקר המנגנונים המשמשת כבסיס של דופמין איתות ב Caenorhabditis elegans (C. elegans) היא שיתוק (SWIP). עם זאת, שיטה מפורטת כדי לבצע את הבדיקה לוקה בחסר. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול צעד אחר צעד עבור SWIP.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
שחייה המושרה assay התנהגותית ומבוססת חקר המנגנונים המשמשת כבסיס של דופמין איתות ב Caenorhabditis elegans (C. elegans) היא שיתוק (SWIP). עם זאת, שיטה מפורטת כדי לבצע את הבדיקה לוקה בחסר. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול צעד אחר צעד עבור SWIP.
וזמינותו שחייה שמתואר פרוטוקול זה הוא כלי תקף כדי לזהות חלבונים ויסות של דופאמין synapses. בדומה יונקים, דופמין (DA) קובע מספר פונקציות ב- C. elegans כולל למידה ופעילות מוטורית. תנאי זה לעורר שחרור דא (למשל, אמפטמין (AMPH) טיפולים) או זה למנוע DA סיווג (למשל, חיות חסר המשגר DA (dat-1) אשר אינם מסוגלים reaccumulating DA לתוך הנוירונים) ליצור עודף של DA חוץ-תאית בסופו של דבר וכתוצאה מכך ומכניקה עכבות. תופעה זו בולטת במיוחד כאשר בעלי החיים לשחות במים. למעשה, בעוד חיות פראי-סוג להמשיך לשחות לתקופה ממושכת, מוטציות null dat-1 ופראי-סוג שטופלו AMPH או מעכבים של המשגר DA לשקוע לתחתית הבאר ואל תזוז. תופעה זו נקראת "שחייה המושרה שיתוק" (SWIP). למרות וזמינותו SWIP וותיקה, תיאור מפורט של השיטה לוקה בחסר. כאן, אנו מתארים מדריך צעד אחר צעד כדי לבצע SWIP. כדי לבצע את הבדיקה, מאחר חיות הבמה-4 דרגות זחל מוצבים צלחת זכוכית ספוט המכיל סוכרוז פתרון בקרת עם או בלי AMPH. בעלי חיים הם הבקיע עבור התנהגותם שחייה באופן ידני על-ידי ויזואליזציה תחת סטריאוסקופ או באופן אוטומטי על ידי הקלטה עם מצלמה רכוב על סטריאוסקופ. קטעי וידאו הם מכן נותחו באמצעות תוכנת מעקב, אשר מניב ייצוג חזותי של תדירות בהלקאה ושיתוק בצורה של מפות חום. שתי המערכות ידניים ואוטומטיים מבטיח של הבדיקה לכימות בקלות של יכולת שחייה החיה, ובכך להקל על הקרנה עבור חיות הנושאת מוטציות בתוך מערכת וכולינרגיים או גנים עזר. בנוסף, ניתן להשתמש SWIP כדי להבהיר את מנגנון הפעולה של תרופות של התעללות כגון AMPH.
חיות לבצע מגוון רחב של התנהגויות מולדת ומורכבים מתווכת על ידי נוירוטרנסמיטרים שונים מתואמת על ידי תהליכים מסובכים איתות. הנוירוטרנסמיטר דופמין (DA) שמתווכת התנהגויות שנשמרת מאוד על פני מינים, כולל למידה, המוטורית ועיבוד גמול.
נמטודות קרקע C. elegans, עם מערכת עצבים פשוטה יחסית וממופים היטב המורכב הנוירונים רק 302, מראה התנהגויות מורכבות בצורה ניכרת, כולל רבים שמווסתים על-ידי DA כגון ההזדווגות, למידה, שיחור מזון, גפיים, הנחת הביצה 1. בין תכונות אחרות, מחזור חיים קצר, קלות הטיפול ושימור של מולקולות איתות, להדגיש יתרונות השימוש C. elegans כמודל ללימוד הבסיס העצבי של התנהגויות ההכפלה.
ההרמפרודיט C. elegans מכיל נוירונים דופאמין שמונה; בנוסף לכך, הזכר מכיל שישה זוגות נוספים להזדווגות למטרות. כמו יונקים, הנוירונים הללו לסנתז DA ולבטא את המשגר DA (DAT-1), חלבון ממברנה נמצאו אך ורק בנוירונים דופאמין, אשר מסיע DA שפורסם החריץ הסינפטית בחזרה לתוך הנוירונים דופאמין. יתר על כן, רוב החלבונים המעורבים בכל שלב של סינתזה, אריזה ועל שחרור דא מאוד נשמרים בין תולעים ובני ו, כמו אצל יונקים, DA ממיקרו התנהגויות האכלה ובאופן C. elegans2.
C. elegans זוחל על משטחים מוצקים, שוחה עם התנהגות אופיינית בהלקאה במים. מעניין, מוטציות חסר הבעה של DAT-1 (dat-1) לזחול בדרך כלל על משטח מוצק אבל להיכשל לקיים את השחייה כאשר הושקע במים. התנהגות זו היה כינה שחייה המושרה שיתוק או SWIP. ניסויים קודמים הראו כי SWIP, בין השאר, נגרמת על ידי עודף של DA בתוך החריץ סינפטית זה בסופו של דבר מהתזונה קולטני postsynaptic כמו D2 (DOP-3). אמנם במקור שזוהתה dat-1 ההסתרה חיות3, SWIP הוא ציין גם אצל בעלי חיים פראי-סוג לטפל בתרופות שמונעים הפעילות של DAT (כגון imipramine4) ו/או לגרום שחרור דא (למשל, אמפטמין5). מצד שני, למנוע מניפולציות תרופתי או מחלה גנטית הסב סינתזה ושחרור של DA וחסימת פונקציה קולטן DOP-3 SWIP6. יחדיו, אלה נתונים שפורסמו כבר הקמנו SWIP בתור כלי אמין כדי לחקור את ההשפעות התנהגותית נגרם על ידי מוטציה חלבונים בתוך וכולינרגיים הסינפסות3,4,7 וכדי להיות מועסק העברה של מסכי גנטי לצורך זיהוי הרומן משעולים רגולטוריות מעורב DA איתות7,8,9,10,11,12. בנוסף, על ידי מתן של הבדיקה לכימות בקלות של שיכרון התנהגות בבעלי חיים, SWIP מאפשרת הבהרה של מנגנוני הפעולה של תרופות כמו אמפטמין (AMPH), azaperone-דופאמין synapses5, 6 , 13 , 14 , 15.
פרוטוקולים עבור ביצוע מבחני SWIP את תוארו לפני16. כאן נתאר בפירוט את המתודולוגיה ואת ההתקנה כדי לבצע את הבדיקה עם המטרה של מתן כמדריך חזותי עבור הקהילה C. elegans לבצע ביעילות SWIP.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת פתרונות ומדיה
2. גידול C. elegans
הערה: תרבות פראי-סוג N2C. elegans עומס על צלחות NA22 Escherichia coli . השיטות תרבות מפורט שיפורטו להלן.
3. SWIP
הערה: אנו מתארים את השיטה הידנית של הערכת SWIP בעיר וורמס פראי-סוג שטופלו AMPH. נדון בקצרה גם את המעקב אחר תולעים, ניתוח נוסף של תולעת קינטיקה באמצעות גשש תולעת אוטומטיים ותוכנות מעקב אשר שתוארו קודם לכן על-ידי הארדוויי ואח '10.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נציג דוגמה SWIP assay המושרה על ידי טיפול AMPH. איור 1 מציג ייצוג סכמטי של ההתקנה assay כמתואר לעיל. עבור assay ידנית, בערך בגיל 8-10 מסונכרן תולעים בשלב מאוחר של L4 נאספים עם עפעף או פלטינה לבחור להציב לתוך צלחת ספוט זכוכית מלאים µL 40 של 200 סוכרוז mOsm/L (פתרון שליטה) או סוכרוז עם 0.5 מ מ AMPH ונבדק SWIP.
כאשר בעלי חיים מפסיקים לשחות (קרי: SWIP), תערוכה הם שוקעים לתחתית הבאר ואל תזוז מהר. לכן, הא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, אנו מתארים את פרוטוקול שלב אחר שלב כדי לבצע וזמינותו התנהגותית, SWIP, ב- C. elegans. פרוטוקול זה הוא פשוט וישיר עם לא צבעוני טכנית ביצוע assay משתמש מאוד ידידותי. למרות זאת, ישנם כמה היבטים קריטיים זה צריכים לקחת בחשבון על מנת לבצע ביעילות וזמינותו.
צריך לקחת כדי להבטיח כי התולעים המשמש וזמינותו לשובע, מאז ההגבלה תזונה משפיעה על SWIP17. עדין טיפול של תולעים בזמן לקטוף, כמו טיפול מתוזמן היטב כמו נתרן תת-כלורי/NaOH במהלך פירוק הם שלבים קריטיים, טראומה במהלך ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
המחברים רוצה להודות ד ר אוסמה Refai מהמעבדה של ד ר רנדי בלייקלי להדרכה עם ניתוח אוטומטיות של SWIP. עבודה זו נתמכה על ידי מימון NIH R01 DA042156 כדי LC.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נייר אלומיניום | ריינולדס עוטף | 1091835 | |
| אמפטמין | סיגמא | 51-63-8 | |
| חממת חיידקים | ניו ברונסוויק מדעית | M1352-0000 | |
| כיתה בקטריולוגית, Agar | Lab Scientific, Inc | A466 | |
| Bacto (TM) פפטון | BD | REF 211677 | |
| סידן כלורי (דיהידרט) | מצלמת Sigma-Aldrich | C3881 | |
| Thorlabs | U-CMAD3 | ||
| Eppendorf 5810R 15amp | E215059 | ||
| כולסטרול | Sigma-Aldrich | 57-88-5 | |
| מים נטולי יונים | Millipore | Z00QSV0WW | Milli-Q |
| דיכאון צלחת ספוט זכוכית | Corning | Corning, Inc. 722085 | |
| בקבוק Erlenmeyer | ThermoFisher | 4103-0250PK | |
| ריסים | |||
| שקופית זכוכית | Fisherbrand | 12-550-15 | |
| תוכנת גרפים וסטטיסטיקה | Prism | Graphpad 5 | |
| HEPES | Sigma-Aldrich | RB=H3375 & H7006 | |
| היפוכלוריט | הוקינס | נתרן היפוכלוריט 4-6%, USP" מרק 1 גל | |
| LB, מילר | פישר | BP1426 | |
| מגנזיום כלוריד (הקסהידרט) | סיגמא-אולדריץ' | RB=M0250 | 500 גרם |
| מגנזיום גופרתי (הפטהידרט) | Sigma-Aldrich | M1880 | |
| מוט ערבוב מגנטי | פישרברנד | 16-800-510 | |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה | ThermoFisher | 69715 | |
| NA 22 חיידקים | CGC | ||
| Nystatin | Sigma | 1400-61-9 | |
| אוסמומטר | מכשירים מתקדמים, בע"מ | דגם 3320 | |
| פסטר פיפטס | פישרברנד | 13-678-20A | |
| Petriplates | פלקון | 351007 | |
| מד pH | אוריון VersaStar Pro | IS-68X591202-B 0514 | |
| צינורות חרוטיים פוליסטרין | פלקון | 352095 | |
| אשלגן כלורי | סיגמא-אולדריץ' | P9541 | |
| אשלגן דימימן פוספט | סיגמא-אולדריץ' | 7778-77-0 | |
| אשלגן פוספט - DIBASIC | סיגמא-אולדריץ' | P-8281 | |
| אשלגן פוספט - MONOBASIC | סיגמא-אולדריץ' | P0662 | |
| פיפטות סרולוגיות | VWR | 10 מ"ל = 89130-898 | |
| שייקר | אמין מדעי | 55S 12x16 | |
| נתרן כלורי | פישר | RB=BP358-1 | |
| נתרן דימימן פוספט | פישר | RB=S381 | |
| גיליון אלקטרוני | MS office | ||
| מיקרוסקופ סטריאו מיקרוסקופ | זייס | דגם tlb3. 1 stemi2000 | |
| קצות פיפטה סטריליות | שונות | 02-707-400 | |
| סוכרוז | סיגמא-אולדריץ' | RB=S5016 | |
| סופר-דבק | לוקטיט | 1647358.14 אונקיות. | |
| SwimR sofware | 10.18129/B9.bioc.SwimR | ||
| Tracker 2 | Worm Tracker 2.0 | www.mrc-lmb.cam.ac.uk/wormtracker/ | |
| תוכנת הקלטת וידאו | Virtualdub | http://www.virtualdub.org/ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.