Использование недорогих красителей для визуализации накопления гликогена и целостности кишечника при Caenorhabditis elegans
February 23rd, 2024
Преподавание биологических наук может быть более стимулирующим для студентов за счет использования экспериментов. В этой рукописи представлены два различных, но взаимодополняющих протокола, которые могут быть использованы в классе, чтобы побудить студентов формулировать и проверять гипотезы, связанные с высококалорийными диетами, голоданием и старением.
Нематоды в Caenorhabditis elegans легко культивировать, поддерживать, манипулировать ими и использовать в экспериментах для преподавания биологических наук, а также для выполнения студентами своих проектов. Этот протокол предлагает два простых и недорогих анализа, которые основаны на прозрачности нематоды, а также на использовании цветных красителей. Первый протокол позволяет исследовать метаболические цепи при соблюдении различных диет, а второй протокол позволяет наблюдать за процессом старения за короткий промежуток времени.
Оба эти анализа интересны в образовательных целях при ограниченных ресурсах. Первый анализ использует преимущества прозрачности червя, а также тот факт, что он производит и хранит гликоген. Используя раствор йода Люголя, мы можем окрашивать червей и проверить, могут ли различные диеты или другие факторы изменить его уровень.
Старение является естественным процессом, но некоторые факторы, такие как ультрафиолет, воздействие пищи и химических веществ, могут ускорить этот процесс. Кишечный барьер изменяется вместе с агентом, и эпителий теряет целостность, вызывая утечку вещества, которое черви потребляют, например, истончение стенок. Мы называем этот тест Смурф-тестом, потому что черви становятся полностью синими, когда происходит снижение целостности кишечника.
Обзор
В этом исследовании изучается использование нематоды Caenorhabditis elegans для привлечения студентов к биологическим наукам через эксперименты. Описанные протоколы направлены на исследование метаболических процессов, связанных с диетой и процессом старения, с использованием прозрачности червя и цветных красителей для визуальной оценки.
Основные компоненты исследования
Область исследования
- Образовательная биология
- Метаболизм и старение
- Экспериментальный дизайн для студентов
Фон
- Caenorhabditis elegans является легко манипуляционным модельным организмом.
- Прозрачность червя позволяет наблюдать внутренние процессы напрямую.
- Влияние диеты и старения можно продемонстрировать с помощью практических анализов.
Используемые методы
- Анализ йодного окрашивания для определения содержания гликогена.
- Тесты на проницаемость кишечника с цветными красителями.
- Использование Escherichia coli в качестве источника пищи для экспериментальных групп.
Основные результаты
- При голодании черви имели более низкий уровень гликогена по сравнению с теми, которые питаются высококалорийной диетой.
- Голубое окрашивание в анализе проницаемости кишечника указывало на снижение целостности кишечника у червей.
- Оба анализа дают четкие, наблюдаемые результаты, подтверждающие исследования метаболизма и старения.
Выводы
- Протоколы эффективно учат студентов экспериментальной биологии.
- Они служат доступными моделями для изучения углеводного обмена и процессов старения.
