O crescimento de C. elegans usando o método LSCP produz uma média de aproximadamente 2,4 milhões de vermes em estágio misto por amostra ao longo de 12,2 dias. O crescimento de C. elegans usando o método LSCP permite que os usuários gerem grandes populações de estágios mistos de C. elegans com pouco manuseio e manipulação dos animais, o que é ideal para estudos de omics em larga escala(Figura 1). Uma vez que um LSCP se tornou cheio de vermes adultos, atingiu um grande tamanho populacional, e tem bactérias mínimas, os usuários podem colher e estimar o tamanho da população. Este ponto também pode servir como um controle de qualidade, avaliando se a população é suficiente para usar em um gasoduto -omics(Figura 2). A dinâmica populacional depende da tensão em si, do comportamento da cepa (ou seja,das cepas de escavação tendem a ter menor recuperação de vermes) e do sucesso do crescimento(ou seja,da contaminação). O método LSCP foi testado em 15 cepas de C. elegans contendo uma mistura de mutantes do Centro de Genética de Caenorhabditis (CGC) e caenorhabditis elegans Natural Diversity Resource (CeNDR) cepas selvagens25. Genótipos de cepa são descritos na Tabela Suplementar 3.
O método LSCP produziu tamanhos populacionais de aproximadamente 94.500 a 9.290.000. O tamanho médio da população dentro da cepa de referência, PD1074, e entre as cepas foi de aproximadamente 2,4 milhões de vermes(Figura 3). Não foram encontradas diferenças significativas nos tamanhos populacionais estimados entre as cepas de C. elegans ao longo de uma média de 12,2 dias de crescimento LSCP(Figura 4). Os LSCPs PD1074 levaram entre 10 a 14 dias para crescer em uma população mista completa. O tempo médio de crescimento em PD1074 foi de 10 dias. A cepa de crescimento mais lenta cresceu por um máximo de 20 dias, e a cepa de crescimento mais rápido cresceu por um mínimo de 10 dias(Figura 4).
Portanto, usando este método LSCP, os usuários podem facilmente integrar novas cepas de interesse em um estudo com pouco conhecimento de tempo de desenvolvimento e experiência em antecedentes. Observe que cepas e fenótipos que devem ser mantidos por meio da colheita, têm defeitos de fecundidade, são heterozigos, ou têm defeitos de crescimento podem não funcionar bem neste gasoduto.
A citometria de fluxo de partículas de grande porte e a imagem das amostras permitem que os usuários documentem a distribuição populacional. Uma grande variedade de plataformas pode ser usada para medir o crescimento populacional bem-sucedido.
Para medições reprodutíveis de omics, é importante cultivar culturas consistentes. As métricas da reprodutibilidade cultural são o número de vermes e uma distribuição de tamanho consistente para uma determinada cepa. Mostramos a distribuição amostral para a cepa de referência, PD1074 – uma variante da cepa original N2 Bristol, utilizando as imagens do microscópio LPFC23,26 e micro confocal como proxies para o sucesso do crescimento. Como os vermes foram medidos a partir da fase L1 através do gravid adulto na distribuição lpfc(Figura 5),imagem subsequente(Figura 6), e a variação na distribuição populacional entre amostras(Figura 7), podemos ver que este gasoduto gerou uma população em estágio misto de C. elegans.
Para ver de perto a distribuição populacional de nossas amostras de estágio misto, analisamos a distribuição de 35 LSCPs PD1074 olhando para o percentual de vermes que se enquadram em cada região em toda a distribuição time of flight (TOF) (ou seja,comprimento do corpo)(Figura 7A,B).

Figura 1: Visão geral do pipeline de crescimento de vermes LSCP. (A) Uma vez recebidas no laboratório, todas as cepas foram preparadas e congeladas para armazenamento a longo prazo a -80 °C2. (B) Uma placa "pedaço mestre" foi preparada a partir de um caldo de minhoca congelado e armazenada a 15 °C para ser usada por no máximo um mês. (C) Cada amostra passou por quatro etapas sucessivas de chunking para reduzir o estresse geracional antes de crescer no LSCP. (D) 5 adultos gravid individuais foram escolhidos da placa "chunk 4" 6 cm em Step (D) e manchas branqueadas em cinco áreas dadas do LSCP. (E) O LSCP foi colocado em uma sala de Temperatura Controlada e cresceu a 20 °C até que o LSCP estava cheio de vermes adultos, atingiu um grande tamanho populacional, e tinha bactérias mínimas. (F) A população de vermes foi colhida e coletada para passos a jusante. (G) As alíquotas foram criadas a partir do LSCP e foram congeladas por flash para aplicações desejadas a jusante. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Visão geral da colheita do LSCP e estimativa do tamanho da população. (A) 50 mL de M9 foram usados para lavar vermes da superfície NGMA. A suspensão do verme foi escoada em um tubo cônico de 50 mL. Step (A) foi repetido duas vezes. (B) 15 mL de suspensão de vermes foi derramado em um novo tubo cônico de 15 mL. Vermes foram pelotados por centrifugação. M9 + detritos foram aspirados sem perturbar a pelota de verme. O passo (B) foi repetido até que todos os 150 mL de suspensão do verme foram coletados. (C) A pelota de verme foi lavada e centrifugada três vezes com M9 para eliminar detritos remanescentes. Uma vez que a amostra estava limpa, a pelota de verme foi resuspended em 10 mL de ddH2O. (D) Uma diluição serial da amostra foi criada para estimar o tamanho da população de vermes. Foram utilizados os fatores de diluição que permitiam a contagem de vermes com precisão. O fator de diluição utilizado mudou dependendo do tamanho populacional do LSCP. (E ) Uma vez escolhida a(E)fator de diluição, todos os vermes das três réplicas alíquotas dessa diluição foram esbofeinados em um slide limpo e os vermes foram contados sob um microscópio dissecando. (F) A amostra foi dividida em alíquotas de tamanho apropriado. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Método LSCP gerado em média uma população de 2,4 milhões de vermes em estágio misto. O LSCP produz tamanhos populacionais nos menores crescimentos populacionais em cerca de 94.500 e nos maiores crescimentos populacionais em torno de 9.290.000. O tamanho médio da população em todas as cepas foi de 2,4 milhões de vermes. Barras abaixo de C. elegans nomes de cepas indicam se uma cepa é um mutante CGC ou isolado natural CeNDR. O tamanho da amostra LSCP é exibido para cada cepa. Foram realizadas comparações para todos os pares que utilizam o Teste HSD de Tukey. Não foram observadas diferenças significativas entre os tamanhos populacionais estimados em cepas de C. elegans (F(14.108) = 0,7, p = 0,77). As barras coloridas indicam displays de cores padrão para a representação da tensão C. elegans. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: O método LSCP gerou grandes populações mistas de vermes em 10 a 20 dias. Um dado C. elegans LSCP cresceu até que a amostra estava cheia de vermes adultos, atingiu um grande tamanho populacional, e tinha o mínimo de grama bacteriana sobrando. Os LSCPs levaram entre 10 a 20 dias para crescer em uma população em estágio misto completo, dependendo da tensão. O tempo médio de crescimento em todas as cepas foi de 12,2 dias. O tamanho da amostra LSCP é exibido para cada cepa. Cada barra de erro foi construída utilizando-se 1 desvio padrão da média. Os níveis não conectados pela mesma letra são significativamente diferentes. Comparações para todos os pares usando o Teste HSD da Tukey. Uma diferença significativa foi encontrada na quantidade de tempo de crescimento no LSCP necessário em todas as cepas de C. elegans (F(14.108) = 8,8, p < 0,0001*). As barras coloridas indicam displays de cores padrão para a representação da tensão C. elegans. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: População mista e medição de crescimento da cepa de referência do tipo selvagem, PD1074. Uma distribuição LPFC representativa de um crescimento LSCP da cepa de referência do tipo selvagem, uma variante da cepa original de N2 Bristol, (PD1074) documenta a distribuição de tamanho e contagem de eventos de uma população em estágio misto. O eixo x exibe o comprimento (Time of Flight, TOF) dos worms classificados. O eixo y exibe a densidade óptica (extinção óptica, EXT) dos worms classificados. Cada ponto de dados é um worm que foi documentado na amostra. Cada região TOF utilizada para análise de imagens é exibida em uma cor diferente. Foram criadas vinte regiões TOF (R2 – R21) variando de um TOF de 50 a 2050. Os detalhes sobre cada região do TOF podem ser encontrados na Tabela Suplementar 1. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6: Imagens de vermes classificados de regiões TOF que variam de R2 – R12 mostram a distribuição PD1074 LPFC. Na região R2, vermes L1 podem ser identificados e na região R9 são predominantemente gravid adultos, abrangendo os dois extremos larvais de desenvolvimento que nos dão regiões aproximadas dentro da distribuição de citômetros de fluxo de onde são esperados estágios na distribuição. A barra de escala representa 1 mm. As imagens representativas foram tiradas da distribuição LPFC exibida na Figura 5, e as caixas coloridas correspondem às regiões da Figura 5. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 7: Distribuição populacional através do tempo de voo (TOF) regiões na cepa de referência do tipo selvagem, PD1074. Distribuição de vermes em toda a região da TOF mostrando as regiões onde os vermes foram encontrados. Cada LSCP PD1074 é representado como uma cor individual. (A) O eixo x mostra as vinte regiões TOF (R2 – R21) observadas e contadas para o LSCP, exibindo toda a distribuição de tamanho. O eixo y mostra a porcentagem de vermes de um determinado LSCP que tinha um tamanho corporal que caiu em uma determinada região TOF. (B) Como uma fração menor da população de vermes cai entre as regiões R7-R21, o registro do percentual de vermes que caíram dentro de cada região foi levado para exibir a distribuição populacional. O eixo x exibe as regiões R7-R21 TOF. O eixo y exibe o registro da porcentagem de worms de um determinado LSCP que tinha um tamanho corporal que caiu em uma determinada região TOF. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura suplementar 1: Temperatura média diária (°C) das condições de crescimento sob as quais o LSCP foi cultivado e manuseado. As temperaturas reportadas da sala de Temperatura Controlada (TC) foram documentadas e coletadas ao longo do período de seis meses de crescimento e coleta da amostra. A temperatura média diária é relatada aqui. Não foram observadas diferenças significativas entre a temperatura em que o LCSP cresceu durante a duração do projeto (F(5,24) = 2,59, p = 0,0524). Toda a diferença de temperatura não foi superior a 0,003 °C durante o período de seis meses de crescimento e geração da amostra. Clique aqui para baixar este número.
Tabela suplementar 1: As regiões fechadas tof costumavam classificar vermes em placas de 384 poços para imagem. Foram criadas regiões binadas para abranger um TOF de 100 em toda a distribuição TOF de 50 a 2050. Regiões fechadas podem ser alteradas e otimizadas para atender às suas necessidades. Cada região TOF utilizada para análise de imagens é exibida em uma cor diferente. Clique aqui para baixar esta tabela.
Tabela suplementar 2: modelo de placa de 384 poços de regiões TOF e replicação de layout. Cada amostra foi classificada em uma placa de 384 poços para imagem. Foram criadas quatro réplicas para cada região selecionada para classificação. Regiões fechadas podem ser alteradas e otimizadas para atender às suas necessidades. Consulte a Tabela Suplementar 1 para regiões fechadas específicas criadas e utilizadas neste protocolo. Cada região TOF utilizada para análise de imagens é exibida em uma cor diferente. Clique aqui para baixar esta tabela.
Tabela suplementar 3: C. as cepas de elegans utilizadas neste protocolo contêm uma mistura de cepas CGC e CeNDR. A cepa, o genótipo, a fonte de tensão e os detalhes estão descritos nesta tabela. Clique aqui para baixar esta tabela.