Электротаксисный анализ: метод наблюдения за локомоцией у C. elegans

- Без сенсорных стимулов движение C. elegans обычно происходит вперед и прерывается разворотами и поворотами — случайными маневрами переориентации, которые приводят к изменению направления. C. elegans электрорецептивны. То есть они могут ощущать электрические поля. При воздействии слабого постоянного тока или постоянного тока черви движутся по прямой, непрерывной траектории в направлении отрицательного электрода или катода, что называется электротаксисом.

Чтобы более точно наблюдать за локомоцией червя, поместите животное в микрофлюидное устройство и подайте на него электрическое поле постоянного тока. Измените направление поля, и червь повернется в противоположную сторону — в сторону катода. Подайте переменный ток, переменный ток, и червяк остановится. Переменное изменение направления поля подавляет нейромоторные системы червя, что приводит к иммобилизации червя. Снова примените поле постоянного тока, и червь возобновит движение вперед к катоде.

В следующем примере протокола мы увидим установку, демонстрирующую анализ электротакси в микрофлюидном устройстве.

- Начните этот шаг с размещения только что собранного микроканала на подвижном предметном столике микроскопа с установленной камерой, подключенной к монитору. Подключите блок питания к электродам микроканала.

Убедившись, что сопротивление микроканала составляет около 0,6 мегаом, присоедините выходную трубку микроканала к одноразовому шприцу. Затем погрузите устье входной трубки в раствор нематод, взвешенных в физиологическом буфере М9. Приложите отрицательное давление внутри шприца, чтобы отсосать жидкость в канал.

Когда входная и выпускная трубки будут заполнены, отсоедините шприц и гидростатически манипулируйте потоком, регулируя относительную высоту трубки, чтобы разместить червячок в центре канала. Затем положите обе трубы плашмя на одной и той же высоте. Чтобы поддерживать нулевой поток внутри микроканала при переключении образцов червя во время эксперимента с электротаксисом, после выравнивания обеих входных трубок на одинаковой высоте, если поток все еще есть, внесите небольшие корректировки высоты трубки относительно друг друга.

- Если мы не уверены в том, что поток на самом деле равен нулю, мы можем вызвать изменение направления движения червя, изменив полярность электрического поля, а затем оценив линейную скорость червя при его вращении.

- Теперь установите блок питания на соответствующее напряжение. Активируйте электрический сигнал и дайте червю одну минуту предварительного воздействия, чтобы он акклиматизировался к полю, в течение которой червь должен начать движение к катоду. По прошествии минуты начните запись.

Когда эксперимент будет закончен, удалите всю жидкость и червей из канала. Промойте камеру деионизированной водой и оставьте устройство на горячей плите при температуре 125 градусов Цельсия для высыхания.