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方法論記事

カエノラブディティス・エレガンスにおける長寿と遺伝子転写解析のための脂質補給

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DOI:

10.3791/64092

2022年12月9日

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

本プロトコルは、 カエノラブディティスエレガンスの液体およびオンプレート培養における脂質補給方法を、バルクまたは少数のワームおよびワーム組織からの縦断的研究および遺伝子転写分析と組み合わせて説明しています。

要約

老化は、環境的および遺伝的寄与の両方に起因する進行性の生理学的変化を特徴とする複雑なプロセスです。脂質は、細胞膜の構造成分を構成し、エネルギーを蓄え、シグナル伝達分子として極めて重要です。脂質代謝とシグナル伝達の調節は、明確な長寿経路を活性化するために不可欠です。回虫 Caenorhabditis elegans は、長寿調節における脂質代謝とシグナル伝達の寄与を解剖するための優れた強力な生物です。複数の調査研究により、特定の脂質分子の食事補給がどのように C.エレガンス の寿命を延ばすことができるかが説明されています。ただし、補充条件のわずかな違いは、異なる研究室の科学者間で再現性の問題を引き起こす可能性があります。ここでは、プレートに播種した細菌または液体培養中の細菌懸濁液のいずれかを用いた脂質補給を採用した C.elegans の2つの詳細な補充方法を報告する。また、全線虫溶解物または少数の線虫由来の解剖組織を用いて生涯脂質補給およびqRT−PCR分析を伴う寿命アッセイを実行するための詳細も本明細書に提供される。脂質補給時の縦断的研究と転写調査を組み合わせて使用 することで、脂質が長寿と健康的な老化にどのように影響するかを分析するための信頼できるアプローチを提供します。この方法論は、少数の解剖組織または少数の動物のいずれかを使用して転写産物のサブセットの変化を評価するための様々な栄養スクリーニングアプローチにも適用することができる。

概要

脂質
脂質は、有機溶媒に可溶であるが水には不溶性の小さな疎水性または両親媒性分子である1,2。異なる脂質分子は、それらの鎖に含まれる炭素の数、位置、二重結合の数、およびグリセロールまたはリン酸塩を含む結合構造に基づいて互いに区別します。脂質は、膜二重層の構成、エネルギー貯蔵の提供、シグナル伝達分子としての作用など、生物機能を調節するために、異なる細胞内および細胞間で重要な役割を果たします3,4

まず、脂質は、細胞外環境から内部区画を隔てる原形質膜や細胞内膜を含む生体膜の構造成分である。第二に、脂質は脊椎動物および無脊椎動物のエネルギー貯蔵の主要な形態です。トリアシルグリセロールを含む中性脂質は、脂肪組織を含む様々な組織に長期間貯蔵される。線虫のカエノラブディティスエレガンスでは、腸は主要な代謝脂肪貯蔵器官です。その機能は、栄養素の消化と吸収だけでなく、哺乳類の肝細胞の活動に似た解毒の過程にも関与しています。他の脂肪貯蔵組織には、卵母細胞の発達に脂質が必須である生殖細胞系列、および皮膚様表皮細胞で構成される皮下組織が含まれます3,....

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プロトコル

図1 は、さまざまな実験設定を使用した脂質供給の概略図を示しています。

1. 脂質調整菌の調製

  1. 5.85 gのNaCl、1.0 gのK 2 HPO 4、および6.0 gのKH2PO4(材料の表を参照)を999 mLの脱イオン水に溶解することにより、細菌希釈食事制限(BDR)ベース溶液を調製します。pHを0.5 M KOHで6.0に調整し、0.22 μmのフィルターでろ過します。
    注意: BDR溶液は、長期保存のために室温で保存できます。
  2. BDR塩基溶液10 mLごとに10 μLの5 mg / mLコレステロール(200プルーフエタノールに溶解)を加えて、BDR培地を準備します。
  3. OP50細菌( 材料の表を参照)をストックから-80°CのストックからLB-寒天プレートにストリークし、37°Cで一晩インキュベートします。
    注:37°Cで一晩インキュベートした後、OP50プレートを4°Cで最大1週間保存して、安定した給餌結果を得ることができます。
  4. OP50 LB寒天プレートからLB培地にOP50細菌を接種し、37°Cのシェーカーで一晩(16時間)....

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結果

脂質補給時の数例全線虫を用いた転写変化の検証
いくつかの全線虫からRNAを抽出してcDNAにレトロ転写するプロトコルが再現性があり、バルク線虫からのデータと同等であるかどうかを調べるために、腸内でリソソーム酸リパーゼlipl-4を過剰発現する長寿命の線虫株を採用しました783335以前の研究7833で報告された神経ペプチドプロセシング遺伝子egl-3およびegl-21の転写誘導が検証された(図2A、B)。

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ディスカッション

脂質補給は、健康的な老化に対する特定の脂質種の直接的な影響を解明するための老化研究に採用されています6,7,23,26,27,31。ただし、脂質補給手順は困難な場合があり、実験間の不一致は再現性のない結果を引き起こす可能性があります。ここでは、技術的な不正確さによって引き起こされる潜在的な落とし穴を回避するために、新しい科学者を導くために、最初の詳細なステップバイステップのプロトコルが文書化されています。このプロトコルの重要な手順については、次の段落で詳しく説明します。脂質研究ツールボックスは、脂質補給後に少数のワームおよび特定のワーム組織からのみRNA単離を導入することによっても拡張されます。転写産物レベルを調べる方法論を検討する場合、いくつか.......

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開示事項

著者には利益相反はありません。

謝辞

メンテナンスサポートを提供してくださったP. Svayに感謝します。この研究は、NIH助成金R01AG045183(MCW)、R01AT009050(MCW)、R01AG062257(MCW)、DP1DK113644(MCW)、マーチオブダイムズ財団(MCW)、ウェルチ財団(MCW)、HHMI研究者(M.C.W.)、およびNIH T32 ES027801博士課程前学生フェロー(M.S.)によってサポートされました。一部の菌株は、NIH研究インフラストラクチャプログラム局(P40 OD010440)によって資金提供されているCGCによって提供されました。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
1.5 mL PestleGenesee Scientific93-165P15Trizol
AgaroseSigmaA9639-500G
AmfiRivert cDNA Synthesis Platinum Master MixGenDEPOTR5600For reverse transcription from bulk worm samples
Applied Biosystems QuanStudio 3 Real-Time PCRThermoFisherA28567For qRT-PCR
ベンチマークサイエンティフィック StripSpin 12 マイクロ遠心分離機ベンチマークサイエンティC1248スピンダウンPCRチューブ用
ブランソン450デジタルソニファイア、1/8インチチップ付きブランソン超音波株式会社100-132-888R
クロロホルムフィッシャーサイエンティフィックC298-500
コレステロールシグマC8503-25G
ジメチルスルホキシド(DMSO)シグマD8418-100ML
エッペンドルフ 5424 R 遠心分離機エッペンドルフ22620444RRNA 抽出用
エッペンドルフ vapo はマスターサイクラー プロエッペンドルフ950030010逆転写用
エタノール、絶対 (200 プルーフ)フィッシャー サイエンティフィックBP2818-500
グライナー バイオワン CELLSTAR、12 W プレートネタ サイエンティフィック66518012 ウェル液状飼料用プレート
Greiner Bio-One ペトリ皿、Ps、100 x 20 mmネタサイエンティフィック664161細菌 LB プレートおよびワーム用 10 cm NGM プレート
Greiner Bio-One ペトリ皿、Ps、60 x 15 mmネタサイエンティフィック 628161ワーム用 6 cm NGM プレート
Invitrogen ヌクレアーゼフリー水ThermoFisherAM9937
イソプロアノールSigmaPX1835-2
レバミゾール塩酸塩VWRSPCML1054
lipl-4TgMCW LabN/Aトランスジェニック C. elegans
>lipl-4Tg;fat-3(wa22)MCW LabN/Aトランスジェニック C. elegans
Luria Broth BaseThermoFisher12795-084
硫酸マグネシウム (MgSO4)SigmaM2643-500G
MicroAmp EnduraPlate Optical 96-Well Fast Clear Reaction Plate with BarcodeThermoFisher448335496-well qPCR plate
MicroAmp 光学接着フィルム応用バイオシステム431197196ウェルqPCRプレートのシール用
Milli-Q Advantage A10 浄水システムシグマZ00Q0V0WWプロトコルでヌクレアーゼフリー水として指定されていない限り、緩衝液や培養培地を含むすべての試薬の製造に使用される脱イオン水
N2Caenorhabditis Genetics CenterN/AC. elegans wild isolate
NanoDrop ND-1000 分光光度計サーモフィッシャーN/ARNA濃度の測定用
OP50Caenorhabditis 遺伝学センターN/AC.エレガンス食品として使用される細菌
リン酸ジャガイモ二塩基性三水和物 (K2HPO4·3H2O)SigmaP5504-1KG
リン酸ポタシウム一塩基性 (KH2PO4)SigmaP0662-2.5KG
Power SYBR Green cells-to-Ct kitThermoFisher4402953少数のワームまたはワーム組織からの逆転写およびqPCR用
パワーSYBRグリーンマスターミックスThermoFisher4367659バルクワームサンプルからのqPCR
Pure Bright 殺菌性超漂白剤 KIKインターナショナルLLC.596472101436% ハウスブリーチ ワームの卵の準備用
9つのくぼみを持つパイレックススポットプレートシグマCLS722085-18EAワームを解剖するための時計ガラス
RNaseZap RNase 除染液サーモフィッシャーAM9780
クロライドナトリウム(NaCl)シグマS7653-1KG
水酸化ナトリウム(NaOH)シグマSX0590-3
リン酸ナトリウム二塩基性七水和物(Na2HPO4·7H2O)SigmaS9390-1KG
Thermo Sorvall Legend マッハ 1.6R 遠心分離機Thermo7500-4337バクテリア収集用
Thermo Sorvall ST 8 遠心分離Thermo7500-7200ワーム卵調製用
TRIzol 試薬TheroFisher15596018RNA抽出試薬
Turbo DNAフリーキットThermoFisherAM1907RNA抽出におけるDNA汚染の除去用
Vortexer 59Denville Scientific INVS7030
VWR 使い捨てペレットミキサーとコードレスモーターVWR47747-370Trizol
VWR Kinetic Energy 26 Joules Mini Centrifuge C1413 V-115VWRN/Aワームコレクション用。生産終了モデル、VWRでCat#76269-064
ウォームピッカーWormStuff59-AWP
フィック 機 で利用可能な同様のモデル

参考文献

  1. Fahy, E., et al. Update of the LIPID MAPS comprehensive classification system for lipids 1. Journal of Lipid Research. 50, 9-14 (2009).
  2. Liebisch, G., et al. Update on LIPID MAPS classificatio....

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再版と許可

タグ

RNA qRT PCR