$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De nematode Caenorhabditis elegans is een veelzijdige modelorganisme voor biomedisch onderzoek vanwege het behoud van ziektegenen en trajecten alsmede het gemak van de teelt. Verschillende C. elegans ziektemodellen gemeld, waaronder neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson (PD), die de degeneratie van dopaminerge (DA) neuronen 1 omvat. Zowel transgenen en neurotoxische chemicaliën zijn gebruikt om DA neurodegeneratie en beweging defecten daaruit in wormen induceren, waardoor onderzoek naar de basis van neurodegeneratie en schermen voor genen en neuroprotectieve verbindingen 2,3.
Schermen in lagere eukaryoten, zoals C. elegans een doelmatige en economische manier op verbindingen en genen die neuronale signalering te identificeren. Conventionele schermen worden meestal handmatig uitgevoerd en gescoord door visuele inspectie, dus ze zijn tijd-consuming en gevoelig voor menselijke fouten. Bovendien, de meeste nadruk op celniveau analyse terwijl het negeren locomotievorm is een bijzonder belangrijke parameter voor bewegingsstoornissen.
We hebben een nieuwe microfluïdische screening systeem (figuur 1), dat controleert en kwantificeert C. ontwikkeld locomotion elegans 'met elektrisch veld stimuli binnen microkanalen. We hebben aangetoond dat een gelijkstroom (DC) veld robuust kan induceren on-demand voortbeweging naar de kathode ("electrotaxis") 4. Verwisseling van de polariteit van het veld zorgt ervoor dat de worm snel achteruit zijn richting ook. We hebben ook aangetoond dat defecten in dopaminerge en andere sensorische neuronen weg zwemmen respons 5. Daarom kunnen afwijkingen in neuronale signalering worden bepaald met beweging als read-out. De respons beweging kan nauwkeurig worden gekwantificeerd aan de hand van een reeks parameters zoals zwemmen snelheid, lichaam buigen frequentie en omkering tijd.
4. Deze bevindingen leidden ons naar een nieuwe microfluïdische apparaat om passief te sorteren wormen naar leeftijd en fenotype 6 ontwerpen.
We testten ook de reactie van wormen gepulseerde gelijkstroom en wisselstroom (AC) elektrische velden. Gepulseerde DC velden van verschillende duty cycles effectief gegenereerd electrotaxis in beide C. elegans en zijn neef C. briggsae 7. In een ander experiment, symmetrisch wisselvelden met frequenties van 1 Hz tot 3 kHz geïmmobiliseerde wormen in het kanaal 8.
Uitvoering van het elektrische veld in een microfluïdische omgeving maakt een snelle en geautomatiseerde uitvoering van de electrotaxis assay. Deze benadering belooft high-throughput genetische en chemische schermen voor factoren vergemakkelijkeninvloed neuronale functie en leefbaarheid.