In eukaryoten, oxidatieve fosforylering plaatsvindt in het elektron transport keten van de mitochondriën is de belangrijkste motor van de productie van energie in de vorm van ATP. Reactieve zuurstof species (ROS) is een natuurlijk bijproduct van dit proces. Ondanks hun belangrijke rol als signaalmoleculen, kan overmatige ROS leiden tot DNA-schade, eiwit carbonylering en lipide oxidatie. Een onbalans tussen productie van ROS en ontgifting oxidatieve stress veroorzaakt, wat leidt tot energiedepletie, celbeschadiging en celdood veroorzaakt 1,2. Oxidatieve stress draagt bij aan veroudering en de ontwikkeling van vele levensbedreigende ziekten zoals kanker, diabetes, cardiovasculaire en neurodegeneratieve ziekten 3-9.
Cellen zijn enzymatische en niet-enzymatische defensiestrategieën ontwikkeld om juiste ROS handhaven en hun bestanddelen te beschermen tegen oxidatieve schade 1,2. Superoxide dismutase (SOD) enzymen eerste handelen om convert superoxide H 2 O 2, die later wordt omgezet in water met catalase en peroxidase enzymen. Niet-enzymatische defensiestrategieën bevatten meestal moleculen die sneller ROS reageert vergeleken met cellulaire macromoleculen, bescherming van essentiële celcomponenten. Ondanks de beschermende rol van ROS ontgiftingsenzymen, sommige ROS moleculen ontsnappen aan de antioxidant afweermechanismen en leiden tot oxidatieve schade. Detectie, reparatie, en afbraak van de beschadigde cellulaire componenten zijn essentieel verdediging strategieën tijdens oxidatieve stress 1,2.
Signaalwegen betrokken bij de weerstand tegen stress en specifiek oxidatieve stress zijn sterk evolutionair geconserveerd 10,11. In tegenstelling tot de celcultuur experimenten waarbij organismale omstandigheden slechts gedeeltelijk worden gereproduceerd, de studie van oxidatieve stress in model organismen 12,13 heeft grote betekenis. C. elegans is een vrijlevende aaltjes die gemakkelijk en goedkoop kan worden culvaardigd op een bacteriële grasveld op agar media. Het is klein in omvang (ongeveer 1 mm in lengte) en normaal groeit als een self-bemesting hermafrodiet, welke genetische manipulaties vergemakkelijkt. Het heeft een snelle levenscyclus en een hoge reproductieve capaciteit, produceert ongeveer 300 nakomelingen per generatie, waardoor het een krachtig hulpmiddel om grootschalige genetische screens 14 uit te voeren. De C. elegans genoom volledig gesequenced en 40-50% van de genen voorspeld homologen van humaan geassocieerde genen 15-18 zijn. De knock-down van genen van belang het gebruik van RNAi is snel en eenvoudig in C. elegans. Gene beneden regelgeving kan worden bereikt door het voederen van dieren de E. coli bacteriën die een plasmide dat het dubbelstrengs RNA dat de mRNA plaats 19 richt haven. Daarom is de bepaling van gen-functie met behulp van grootschalige RNAi schermen heeft grote invloed op het begrijpen van de menselijke ziekten, waaronder kanker 20,21.
Studies oxidative stressbestendigheid in C. elegans heeft geleid tot de identificatie van geconserveerde mechanismen van resistentie tegen oxidatieve stress 13,22. Sommige routes bij gemeenschappelijk pathways die duurzaamheid en weerstand moduleren andere belastingen en zoals hypoxie, warmte en osmotische stress. Deze paden zijn de insuline signalering, TOR signalering en autofagie. Andere belangrijke trajecten betrekken ontgifting van ROS zoals superoxide dismutase enzymen en catalase enzymen, of in schadeherstel, zoals heat shock en chaperone eiwitten 11,13,22.
Dit protocol beschrijft hoe de weerstand tegen oxidatieve stress van C. bepalen elegans in vloeistof. We gebruikten flcn-1 (ok975) en wild-type dieren om het protocol aan te tonen, omdat we eerder hebben laten zien een verhoogde weerstand tegen oxidatieve stress bij het verlies van flcn-1 (ok975) in C. 23 elegans. We hebben ook aangetoond dat deze verhoogde weerstand afhangtop AMPK en autofagie, een signalering as die cellulaire bio-energetica verbetert en bevordert stressbestendigheid 23. PQ is een oxidatieve stressor dat interfereert met het elektron transport keten reactive oxygen species 24 te produceren. Dezelfde assay kan worden aangepast en andere ROS bronnen of ROS vrijmakende verbindingen kunnen worden gebruikt zoals H 2 O 2 en rotenon. Vergelijkbare assays ontwikkeld op platen waar lage concentraties pq 25,26. Het voordeel van deze test is dat het zeer snel en de resultaten kunnen worden verkregen in één dag. Bovendien is het totale volume vloeistof gebruikt om de oxidatieve stressresistentie assay uit te voeren in 96 putjesplaten is laag in vergelijking met het volume gebruikt PQ-bevattende petrischaal. Daarom is de hoeveelheid PQ gebruikt in de vloeibare test is laag, wat de assay maakt goedkope en beperkt de productie van toxische afvalstoffen. Echter, beperkingen van deze assay ten opzichte van de plaat assays omvatten de lack van voedsel in de vloeistof assay en de lagere zuurstofconcentratie in vloeibare vergelijking met lucht. Dit zijn belangrijke factoren die in sommige gevallen kan het resultaat beïnvloeden. Daarom bevestigt reproduceerbaarheid andere methoden van oxidatieve stress resistentie raden resultaten verkregen in dit assay te ondersteunen.