Test elektrotaksji: metoda obserwacji lokomocji u C. elegans

- Bez bodźców sensorycznych ruch C. elegans jest na ogół do przodu i jest przerywany przez odwrócenia i zwroty – losowe manewry reorientacji, które skutkują zmianą kierunku. C. elegans są elektrochłonne. Oznacza to, że mogą wyczuwać pola elektryczne. Pod wpływem łagodnego prądu stałego lub prądu stałego robaki poruszają się po prostej, nieprzerwanej ścieżce w kierunku elektrody ujemnej lub katody, zachowanie to określa się mianem elektrotaksji.

Aby dokładniej obserwować poruszanie się robaka, umieść zwierzę w urządzeniu mikroprzepływowym i zastosuj pole elektryczne prądu stałego. Odwróć kierunek pola, a robak obróci się w przeciwną stronę - w kierunku katody. Zastosuj prąd przemienny, prąd przemienny, a robak się zatrzyma. Naprzemienna zmiana kierunku pola przytłacza układ neuromotoryczny robaka, powodując jego unieruchomienie. Ponownie zastosuj pole DC, a robak wznowi ruch do przodu w kierunku katody.

W poniższym przykładowym protokole zobaczymy konfigurację demonstrującą test elektrotaksji w urządzeniu mikroprzepływowym.

- Rozpocznij ten krok od umieszczenia właśnie zmontowanego mikrokanału na ruchomym stoliku mikroskopu z zamontowaną kamerą podłączoną do monitora. Podłącz zasilacz do elektrod mikrokanału.

Po upewnieniu się, że rezystancja mikrokanału wynosi około 0,6 megaoma, podłącz rurkę wyjściową mikrokanału do jednorazowej strzykawki. Następnie zanurzyć ujście rurki wlotowej w roztworze nicieni zawieszonym w buforze fizjologicznym M9. Zastosować podciśnienie wewnątrz strzykawki, aby zassać płyn do kanału.

Gdy rurki wlotowe i wylotowe są napełnione, odłącz strzykawkę i hydrostatycznie manipuluj przepływem, regulując względną wysokość rurki, aby umieścić ślimaka na środku kanału. Następnie ułóż obie rurki płasko na tej samej wysokości. Aby utrzymać zerowy przepływ wewnątrz mikrokanału podczas przełączania próbek ślimaków podczas eksperymentu elektrotaksji, po wyrównaniu obu rurek wlotowych do tej samej wysokości, jeśli nadal występuje przepływ, dokonaj niewielkich korekt wysokości rurki względem siebie.

- Jeśli kiedykolwiek nie będziemy pewni, czy przepływ jest naprawdę zerowy, możemy wywołać odwrócenie ruchu robaka, zmieniając polaryzację pola elektrycznego, a następnie oceniając prędkość liniową robaka, gdy się obraca.

- Teraz ustaw zasilacz na odpowiednie napięcie. Aktywuj sygnał elektryczny i odczekaj minutę wstępnej ekspozycji, aby robak zaaklimatyzował się w polu, w tym czasie robak powinien zacząć poruszać się w kierunku katody. Po upływie minuty rozpocznij nagrywanie.

Po zakończeniu eksperymentu usuń cały płyn i robaki z kanału. Wypłucz komorę wodą dejonizowaną i pozostaw urządzenie na gorącej płycie w temperaturze 125 stopni Celsjusza do wyschnięcia.