Misurazione dell'apprendimento associativo nella chemiotassi del nematode Caenorhabditis elegans

Sommario

Qui, presentiamo un protocollo per testare l'apprendimento associativo eseguendo il condizionamento classico nell'organismo modello C. elegans. Il paradigma si basa sull'abbinamento della concentrazione di sale nell'ambiente con la presenza o l'assenza di cibo, che altera la loro chemiotassi verso o lontano dal sale.

Abstract

Per adattare il loro comportamento, gli animali assegnano valenza alle informazioni sensoriali attraverso l'apprendimento associativo e aggiornano questa associazione quando le condizioni ambientali cambiano. Le risposte comportamentali di Caenorhabditis elegans al cloruro di sodio offrono un paradigma ben definito per studiare i meccanismi che governano l'apprendimento associativo. L'esposizione dei vermi a specifici livelli di NaCl abbinati alla presenza o all'assenza di cibo suscita la chemiotassi verso o lontano da questa concentrazione di NaCl, rispettivamente. La memoria associativa si forma in poche ore e può essere modificata nello stesso lasso di tempo esponendo gli animali a una diversa concentrazione di NaCl.

Qui, descriviamo come valutare la plasticità comportamentale e l'apprendimento sulla base della chemiotassi del sale di C. elegans . I ceppi di saggio vengono coltivati in coorti sincronizzate fino al raggiungimento dell'età adulta e vengono quindi condizionati per diverse ore su piastre con diverse concentrazioni di NaCl, in presenza o in assenza di cibo. Gli animali vengono quindi trasferiti in piastre di analisi che contengono regioni con concentrazioni di NaCl basse, medie o alte e lasciati strisciare per 30 minuti prima di contare il numero di vermi in ciascuna regione. Un indice di chemiotassi viene quindi calcolato dalla distribuzione dei vermi sulla piastra. Il test può essere utilizzato per testare l'effetto di una serie di fattori che influenzano l'apprendimento.

Introduzione

Per interagire in modo significativo con il loro ambiente e generare un comportamento adattivo, gli animali devono interpretare le informazioni sensoriali che ricevono: se un dato segnale sensoriale è benefico o dannoso per la loro sopravvivenza non è quasi sempre predeterminato, ma dipende dal contesto. Un compito chiave dei sistemi sensoriali e nervosi è, quindi, quello di assegnare valenza all'informazione ambientale attraverso l'apprendimento associativo. Alcuni stimoli sono intrinsecamente appetitivi, come il cibo, e altri sono intrinsecamente avversivi, come i segnali nocicettivi. Tali stimoli incondizionati (US) possono alterar....

Protocollo

1. Preparazione delle placche di accrescimento (GP) per sincronizzare C. elegans prima del test di apprendimento associativo e delle placche di condizionamento (CP) per indurre l'associazione [NaCl]-cibo il giorno del test

NOTA: Le piastre di Petri per la crescita e il condizionamento sono identiche alle piastre standard dei terreni di crescita per nematodi (NGM)¹², tranne per il fatto che la concentrazione di NaCl è stata variata nelle piastre 0 mM di NaCl CP e 100 mM di NaCl CP.

1. Preparare quattro flaconi di vetro puliti da 500 ml e aggiungere q....

Risultati

Il condizionamento per 4 ore su piastre con varie quantità di NaCl (0 mM, 50 mM, 100 mM), con o senza cibo, ha influenzato significativamente il comportamento di C. elegans wild-type (N2). Dopo 30 minuti sulla piastra di analisi, i vermi condizionati su piastre con alte concentrazioni di NaCl e cibo (CP100+) e i vermi condizionati su piastre senza NaCl e senza cibo (CP0-) avevano un CI positivo, indicando una preferenza per concentrazioni di NaCl più elevate (

Discussione

In questo articolo, descriviamo la valutazione dell'apprendimento associativo nel nematode C. elegans utilizzando la chemiotassi come paradigma sperimentale. Nel nostro esempio, abbiamo utilizzato sei condizioni sperimentali. In particolare, N2 wild-type C. elegans è stato condizionato su piastre con concentrazioni di NaCl basse (0 mM), medie (50 mM) o alte (100 mM) che sono state seminate con il cibo standard per nematodi (ceppo batterico E. coli OP50) o lasci.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Agar	Chemsolute	9972-2KG
Bacto-peptone	Gibco	211677
CaCl2 1M solution	Merck	2389
Caenorhabditis elegans strains	Caenorhabditis Genetics Center (CGC)
Cholesterol	Roth	8866.1
E. coli OP50 liquid culture	N/A	N/A
Ethanol	Chemsolute	22731000
KH2PO4	Roth	P018.2
KPO4 (KH2PO4, K2HPO4) 1 M solution	Chemsolute	16341000
MgSO4 1 M solution	Roth	T888.2
Microcentrifuge tubes 1.5 mL	Eppendorf	N/A
Na2HPO4	Roth	T877.1
NaCl	Chemsolute	13671000
Y-Petri dishes 90 x 10 mm	Moonlab	4-0033