August 16th, 2017
여기, 우리는 넓은-범위 식이 제한 유전자 발현 및 수명에 관련 된 프레임 워크 제시. 우리는 넓은-범위 식이 제한 및 유전자 발현이이 패러다임에서의 양적 이미징에 대 한 프로토콜 설명합니다. 우리는 더 이상 음식 감지에 관여 유전자 회로의 정보 처리 기능 기본 공개 전산 분석 개요.
이 프레임워크의 전반적인 목표는 광범위한 식단 제한과 관련된 유전자를 식별하고, 발현 수준에 의해 인코딩된 환경 정보를 정량화하고, 환경과 수명을 연결하는 기본 코딩 전략을 이해하는 것입니다. 이 방법은 노화 신경생물학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있는데, 예를 들어 어떤 유전자가 수명을 조절하기 위해 환경으로부터 정보를 전달하는지 등이다. 이 프레임워크는 C 엘레간 감각 시스템에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만, 구성 요소가 협력하여 환경 정보를 처리하는 모든 생물학적 시스템에 보다 일반적으로 적용될 수도 있습니다.
이 기술의 주요 장점은 뉴런 그룹에 의해 인코딩된 환경 정보를 정량화하고 이 정보를 다운스트림 타겟에 전달하기 위해 neuroselquites가 사용하는 코딩 전략을 결정한다는 것입니다. 텍스트 프로토콜에 따라 MGM 플레이트에서 OP50을 배양한 후 2리터 삼각 플라스크에 500ml의 LB 배지를 준비하고 오토클레이브합니다. 각 플라스크에 OP50 단일 콜로니를 접종하고 약 14시간 동안 섭씨 37도 및 200RPM에서 배양물을 성장시킵니다.
다음으로, 스트렙토마이신(streptomycin) 밀리리터당 50마이크로그램으로 배양액을 보충합니다. 그런 다음 플라스크를 섭씨 30도에서 37분 더 흔든 다음 플라스크를 얼음 위에 15분 동안 놓습니다. 각 배양액 450ml를 별도의 500ml 멸균 원심분리기 병에 옮기고 남은 배양액을 박테리아의 농도를 결정하는 데 사용되므로 얼음에 보관합니다.
4500 x G와 섭씨 4도에서 25분 동안 병을 회전시킨 다음 상층액을 버리고 병을 얼음 위에 보관하십시오. 900마이크로리터의 멸균 LB로 각 플라스크에서 남은 배양액 100마이크로리터를 희석합니다. 1ml의 멸균 LB를 사용하여 분광 광도계를 영점화한 다음 각 배양물의 10배 희석의 OD600을 측정합니다.
예를 들어, 야간 배양의 10배 희석의 OD600이 0.28인 경우 배양물의 실제 OD600은 2.8입니다. 이 예에서 1.12 x 10의 작업 스톡 용액에서 10번째 OP50 셀(OD600 56과 동일)에 도달하려면 원래 부피의 20분의 1 또는 22.5밀리리터의 멸균 S 기저 용액 또는 SB에 스트렙토마이신 50마이크로그램을 보충한 450ml 배양액의 펠릿을 다시 현탁합니다. 이 표에 나열된 희석 계수를 사용하여 작업 재고의 연속 희석에서 SB 및 연쇄상구균의 실험에 사용되는 모든 후속 농도를 만듭니다.
텍스트 프로토콜에 따라 C Elegans 리포터 균주를 배양 및 동기화한 후 15ml의 SB를 사용하여 3개의 플레이트에서 웜을 연속적으로 세척하고 멸균 15ml 튜브에 액체를 수집합니다. L4 유충이 자연적으로 침전되도록 한 다음 약 0.5ml의 액체를 제외한 모든 액체를 흡입합니다. 야생형 리포터 균주에서 이 유형은 L4.In 돌연변이 배경보다 어린 유충을 제거하며, 이 단계는 OK3125가 사망한 경우 우리와 같이 포획된 유충을 제거하는 데 도움이 됩니다.
그런 다음 9ml의 SB를 사용하여 웜을 다시 현탁시킵니다. 다시 말하지만, L4 유충의 침강 속도를 모니터링한 다음 이 과정을 반복하기 전에 대부분의 L4 유충이 펠릿화되면 약 0.5ml의 상층액을 제외한 모든 것을 흡인합니다. L4 유충이 포함된 액체에 0.1% 플루로닉 F127이 보충된 10마이크로리터의 멸균 S 기저 배지를 추가합니다.
이것은 계면 활성제 역할을하며 유충이 플라스틱 피펫 팁의 내부 표면에 달라 붙는 것을 방지합니다. P200 low retention 피펫 팁을 사용하여 유충을 부드럽게 다시 매달아 놓은 다음 5 x 225 microlit의 egg five RNAi 박테리아가 파종된 3개의 10cm RNAi 플레이트에 150 microlit를 분취합니다. 벌레가 5개의 박테리아 잔디밭 모두에 균등하게 분포되어 있는지 확인하십시오.
액체가 한천에 흡수되면 세척 절차로 제거되지 않은 플레이트에서 L4가 아닌 유충을 수동으로 제거하여 제거합니다. 그런 다음 플레이트를 섭씨 20도에서 24시간 동안 보관하십시오. 광범위한 DR을 시작하려면 이전의 수동 제거 단계에서 벗어난 어린 유충을 모두 제거하고 접시에 하루 된 성충만 남깁니다.
각 균주에 대해 15ml의 멸균 SB 연쇄상구균을 사용하여 3개의 플레이트에서 15ml 튜브로 1일 된 성인을 씻습니다. 지렁이가 자연적으로 침전되도록 한 다음 0.5ml를 제외한 모든 상층액을 흡입합니다. 9.5ml의 SB 연쇄상구균으로 기생충을 다시 현탁시키고 침전 및 세척 단계를 반복합니다.
0.5 밀리리터의 상층액을 제외한 모든 용액을 최종 세척하고 흡인시킨 후 10 마이크로리터의 SB 플루를 추가하고 P200 피펫 팁을 사용하여 유충을 부드럽게 다시 매달아 놓습니다. 100 마이크로 리터의 유충을 5 x 225 마이크로 리터의 박테리아가 파종 된 NSC 플레이트에 2 x 10에서 밀리리터 당 9 번째 세포의 농도로 분주합니다. 100마이크로리터를 5개의 박테리아 잔디밭 모두에 고르게 분포시킵니다.
현미경으로 접시에 존재하는 동물의 수를 추정하여 접시 당 100 마리에서 150 마리 사이의 벌레를 목표로합니다. 이 범위 내에서 웜 밀도를 달성하는 데 필요한 액체의 부피를 결정한 다음 두 개의 추가 플레이트에 분취합니다. 첫 번째 플레이트의 웜 수도 이 범위에 속하도록 조정합니다.
그런 다음 플레이트를 섭씨 20도에서 24시간 동안 보관하십시오. 다음날, 이틀 된 성충을 모아 실험적인 음식 농도에 대한 욕구로 씨앗을 뿌린 새로운 NSC 플레이트에 벌레를 배포합니다. 액체가 한천에 흡수되면 플레이트를 24시간 동안 원하는 실험 온도로 이동합니다.
다음 날, 생후 3일 된 성체를 모아서 동일한 실험 농도의 음식으로 씨를 뿌린 신선한 NSC 플레이트에 분배합니다. 액체가 한천에 흡수되면 플레이트를 48시간 동안 실험 온도로 되돌립니다. 마지막으로, 텍스트 프로토콜에 따라 데이터를 조립하고 정량화하기 전에 미세유체 장치를 사용하여 동물을 이미지화합니다.
여기에서 볼 수 있듯이 야생형 n2 균주의 평균 수명은 광범위한 DR에 대한 복잡한 반응을 나타냅니다. 이 반응의 크기는 daf-7 유전자의 모든 돌연변이에서 약화되는데, 이는 이 유전자가 먹이 풍부도의 변화에 올바르게 반응하는 벌레의 능력에 영향을 미친다는 것을 시사합니다. daf-7 유전자 및 야생형 배경에 대한 전사 리포터의 평균 발현 수준은 또한 daf-7 DR.In 광범위한 범위에 대해 복잡한 비단조 반응을 나타냅니다(유전적 배경, 이 전사 리포터의 발현은 매우 약화되어 있으며 식품 수준의 변화에 대한 반응이 거의 없습니다. 이 그림은 주어진 식품 수준에 대한 ADF 뉴런에서 TPH1 발현과 ASI 뉴런에서 daf-7 발현의 공동 분포 추정을 보여줍니다.
이 막대 그래프는 TPH1 및 daf-7의 유전자 발현 수준을 기반으로 ADF, ASI 및 NSM 뉴런에 의해 조합 또는 개별적으로 인코딩된 식품 정보를 나타냅니다. 인코딩의 중복적이고 시너지 효과가있는 문자는 오른쪽의 누적 막대의 높이 차이와 전체 회로에 의해 인코딩 된 정보로 표현되는 뉴런으로 인코딩 된 조합 정보와 개별 정보를 비교한 결과입니다. 이 절차를 시도하는 동안 코딩 전략을 정량화하기 위한 정보 이론의 복제에는 유전자 발현 분포의 정확한 추정이 필요하다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
이러한 이유로 표본 크기는 이 프레임워크의 일반적인 적용 가능성에 중요한 요소입니다. 이 비디오를 시청한 후에는 식량 풍요와 수명을 연결하는 새로운 유전자를 식별하고 특성화하기 위해 광범위한 식단 제한 실험을 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
이 연구는 광범위한 식이 제한과 유전자 발현 및 수명을 연결하는 프레임워크를 제시합니다. 식이 제한과 유전자 발현의 정량적 이미징에 대한 프로토콜과 식품 감지에 관련된 유전자 회로를 이해하기 위한 계산 분석을 설명합니다.
This framework enables biopharma R&D to quantify how gene expression encodes environmental information relevant to lifespan modulation, supporting target validation in aging pathways. By linking sensory input to phenotypic output through information theory, it provides a mechanistic de-risking approach for identifying genes that modulate longevity under dietary restriction. The method supports predictive confidence in early discovery by revealing how genetic circuits process food availability signals to influence lifespan.
The method integrates into early discovery by linking environmental input (food level) to molecular readouts (gene expression) and phenotypic output (lifespan), supporting progression from target identification to mechanistic validation in aging research.