Cuantificación de invertebrados de vida

Developmental Biology

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Summary

Muchos animales naturalmente dejen de crecer al llegar a la edad adulta, después de lo cual se someten a envejecimiento o "senescencia" hasta morir. La cantidad de tiempo entre el nacimiento y la muerte de un organism\ se llama su vida útil, que puede ser influenciado por diversos factores biológicos y ambientales. Al exponer los organismos a diferentes condiciones de crecimiento, los científicos pueden comprender mejor los factores que afectan la vida útil. Moscas y los gusanos son organismos ideales para llevar a cabo tales experimentos, sus requisitos de cultura simple y tiempo de generación corto.

Este video ofrece una breve descripción de los factores que afectan el envejecimiento y pasa a describir protocolos básicos para experimentos de cuantificación de vida invertebrada. Finalmente, se discutirán tres aplicaciones de la investigación de cuantificación de la vida. Estos experimentos explorarán los efectos de diversos factores, tales como temperatura, fármacos, agentes patógenos y dieta, en la vida.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la biología del desarrollo. Cuantificación de invertebrados de vida. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Experimentos de cuantificación de vida útil permiten a los científicos examinar las influencias genéticas y ambientales en la vida de un organismo. Los organismos modelo de invertebrado, como el ascáride elegans de Caenorhabditis, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster han demostrado muy útiles en este sentido. Mediante la realización de experimentos que medirán y manipulan la vida de estos organismos, los científicos han comenzado a trabajar en los factores que afectan el proceso de envejecimiento.

En este video usted aprenderá sobre algunos principios de vida y envejecimiento protocolos básicos para medir la vida en el gusano y la mosca de la fruta y formas en que estos experimentos se están aplicando.

Antes de examinar los procedimientos experimentales para medir la vida útil, es importante primero comprender lo que es vida y el envejecimiento.

Vida útil es la cantidad de tiempo que vive un organismo y funciones, entre el nacimiento y la muerte. Algunos organismos, como muchas plantas, teóricamente podrían vivir para siempre. Mientras tanto, mayoría de los animales naturalmente dejaría de crecer, incluso en condiciones ideales, después de que se envejecen o "envejecen" hasta morir.

Los científicos aún no entienden completamente por qué edad de los organismos. Diversos factores, incluyendo la radiación y daños químicos del ambiente y subproductos tóxicos de nuestros propios procesos metabólicos, se han sugerido para desempeñar un papel en el envejecimiento.

Para estudiar estos factores, los investigadores han estado aprovechando de los tiempos de generación cortos de organismos modelo invertebrados, como gusanos y moscas, que permiten a los científicos observar varias generaciones en días o semanas, en lugar de meses, como en el caso de modelos mamíferos tales como ratones. También son muy susceptibles a la manipulación genética, con muchas herramientas disponibles que permiten que los genes específicos activar o desactivar fácilmente para observar sus efectos sobre el proceso de envejecimiento.

Ahora que hemos aprendido por qué modelos de invertebrados son altamente susceptibles a los estudios de envejecimiento, echemos un vistazo a cómo se realizan experimentos para medir la vida en gusanos. Brevemente, estos experimentos implican recoger gusanos padre, sincronizando la edad de su progenie, tratamiento de larvas gusanos con un fármaco para inhibir la reproducción y finalmente transferir gusanos para probar las placas y contar gusanos que están vivos o muertos.

En el inicio del procedimiento, es necesario obtener un número suficiente de animales de edad comparable sincronizando un lote de gusanos a todos endecha huevos al mismo tiempo. Para hacer esto, primeros gusanos quedan en la misma placa de cultivo para aproximadamente una semana, lo que les permite consumir todos los alimentos disponibles y así inducir el hambre. Algunas de las larvas de gusano que son hambre entrará en un estado robusto, crecimiento detenido llamado "dauer". Entonces, estas larvas de dauer son trasladadas a una placa nueva. En este ambiente rico en alimento, las larvas dauer reanudar su ciclo de vida y se convierten en jóvenes adultos reproductivamente maduros.

Finalmente, después de dos días estos gusanos adultos son transferidos en otro plato fresco y permitió a poner huevos hasta 24 hrs. Una vez se adquiere un número suficiente de huevos, los adultos se quitan de la placa, y huevos se incuban a 20° C durante 2-3 días permitir que los gusanos eclosionan y crecer para el estadio larvario L4.

Para medir la vida útil del gusano, estas larvas se transfieren a las placas que contienen el fármaco FUDR, que suprime la reproducción del gusano sin afectar a la vida adulta. En el transcurso del experimento, para determinar si gusanos vivos o muertos, la placa puede ser golpeado ligeramente para observar el movimiento del gusano. Para gusanos mayores, podría ser necesario prod suavemente la cabeza del gusano para provocar una respuesta. Eliminar gusanos muertos y anote el número de muertos y vivos. Los animales deben transferirse a nuevas placas cada 2-3 días para evitar la inanición.

Ahora que nos hemos demostrado que la cuantificación de la vida en gusanos, vamos a examinar cómo se hace en moscas de la fruta. Brevemente, el procedimiento consiste en permitir que las hembras ponen huevos en una jaula especial, recolección de huevos, permitiendo que las larvas que se convierten en moscas, clasificación basadas en el sexo, moscas y finalmente contando muertos que aparecen con el tiempo vuela.

Para obtener moscas pareados por edad, moscas adultas se colocan en una caja de colección de huevo, que contienen las placas de agar jugo de fruta veteadas con pasta de levadura. Los huevos recogidos son lavados, coloca en botellas de crecimiento larvario y se incuba durante unos 10 días para las moscas desarrollar. Un día de edad adulto moscas luego se transfirió a frascos de comida de adultos y se incubaron durante dos días para que puedan alcanzar la madurez sexual.

Estas moscas son recogidas, anestesiadas y clasificadas en machos y hembras para evitar confundir las medidas de esperanza de vida con factores específicos del sexo. A continuación, las moscas solo sexo se colocan en viales de crecimiento. Cada dos días, moscas deben dar "la vuelta" en los nuevos frascos con alimentos frescos. Moscas muertas se calcula contando los que se quedan en el frasco antiguo, así como aquellos que han caído en el frasco de nuevo.

Ahora que han aprendido los protocolos básicos para medir la vida útil en modelos de invertebrados, vamos a ver cómo los científicos adaptan estas técnicas al estudio de la biología del envejecimiento y longevidad.

Los investigadores están estudiando los efectos de diferentes factores, tales como temperatura y drogas, en vida útil. En este estudio en particular, los científicos cultivan gusanos en medio líquido en placas de microtitulación de 96 pozos, para que los efectos de varias sustancias y condiciones de crecimiento se pueden probar a la vez. Encontraron que, por ejemplo, cultivo de los gusanos a 25° C, en lugar de 20 ° C, disminución de vida de gusano, igual que las altas concentraciones de la droga del antidepresivo Mirtazepine.

Ensayos de vida útil también pueden combinarse con técnicas como la interferencia del ARN o ARNi, para identificar los genes que afectan la supervivencia animal. RNAi es una técnica experimental de gran alcance que utiliza RNAs corto para disminuir o "caída", el nivel de expresión de un gene de la blanco. Aquí, los científicos tratan de gusanos con RNAi contra el gen bec-1, luego los infectaron con bacterias patógenas Salmonella y realiza un análisis de supervivencia. Gusanos con bec-1 derribado demostraron una disminución marcada en la vida útil en comparación a los gusanos donde el gen se expresa normalmente.

Por último, se utilizan experimentos de cuantificación de vida útil para evaluar el efecto de diferentes condiciones de crecimiento sobre la longevidad de los animales. En este experimento, los científicos cultivan gusanos de edad comparable en una serie de placas con diferente cantidad de alimentación bacteriana. Este régimen de crecimiento, llamada restricción calórica o dieta, se ha observado que tienen un efecto significativo sobre la vida de gusano.

Sólo has visto video de Zeus en la cuantificación de la vida útil en modelos de invertebrados. Este video discute algunos de los principios detrás de envejecimiento y vida útil, los protocolos para medir la vida en gusanos, moscas y algunas aplicaciones de los experimentos de medición de vida útil. En definitiva, la esperanza es que estos experimentos ayudarán a los científicos encontrar los factores y vías que controlan el envejecimiento y permitir el desarrollo de terapias para tratar enfermedades relacionadas con la edad, como la enfermedad de Alzheimer y las enfermedades cardiovasculares. ¡Gracias por ver!

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