Cuantificación de invertebrados de vida
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Summary
Muchos animales naturalmente dejen de crecer al llegar a la edad adulta, despuĆ©s 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 Ćŗtil, que puede ser influenciado por diversos factores biológicos y ambientales. Al exponer los organismos a diferentes condiciones de crecimiento, los cientĆficos pueden comprender mejor los factores que afectan la vida Ćŗtil. 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 bÔsicos para experimentos de cuantificación de vida invertebrada. Finalmente, se discutirÔn tres aplicaciones de la investigación de cuantificación de la vida. Estos experimentos explorarÔn los efectos de diversos factores, tales como temperatura, fÔrmacos, agentes patógenos y dieta, en la vida.
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JoVE Science Education Database. Fundamentos de la biologĆa del desarrollo. Cuantificación de invertebrados de vida. JoVE, Cambridge, MA, (2019).
Experimentos de cuantificación de vida Ćŗtil permiten a los cientĆficos examinar las influencias genĆ©ticas y ambientales en la vida de un organismo. Los organismos modelo de invertebrado, como el ascĆ”ride elegans de Caenorhabditis, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster han demostrado muy Ćŗtiles en este sentido. Mediante la realización de experimentos que medirĆ”n y manipulan la vida de estos organismos, los cientĆficos han comenzado a trabajar en los factores que afectan el proceso de envejecimiento.
En este video usted aprenderƔ sobre algunos principios de vida y envejecimiento protocolos bƔsicos para medir la vida en el gusano y la mosca de la fruta y formas en que estos experimentos se estƔn aplicando.
Antes de examinar los procedimientos experimentales para medir la vida Ćŗtil, es importante primero comprender lo que es vida y el envejecimiento.
Vida Ćŗtil es la cantidad de tiempo que vive un organismo y funciones, entre el nacimiento y la muerte. Algunos organismos, como muchas plantas, teóricamente podrĆan vivir para siempre. Mientras tanto, mayorĆa de los animales naturalmente dejarĆa de crecer, incluso en condiciones ideales, despuĆ©s de que se envejecen o "envejecen" hasta morir.
Los cientĆficos aĆŗn no entienden completamente por quĆ© edad de los organismos. Diversos factores, incluyendo la radiación y daƱos quĆmicos del ambiente y subproductos tóxicos de nuestros propios procesos metabólicos, se han sugerido para desempeƱar 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 cientĆficos observar varias generaciones en dĆas o semanas, en lugar de meses, como en el caso de modelos mamĆferos tales como ratones. TambiĆ©n son muy susceptibles a la manipulación genĆ©tica, con muchas herramientas disponibles que permiten que los genes especĆficos activar o desactivar fĆ”cilmente 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 fÔrmaco para inhibir la reproducción y finalmente transferir gusanos para probar las placas y contar gusanos que estÔn 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 asà inducir el hambre. Algunas de las larvas de gusano que son hambre entrarÔ 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, despuĆ©s de dos dĆas estos gusanos adultos son transferidos en otro plato fresco y permitió a poner huevos hasta 24 hrs. Una vez se adquiere un nĆŗmero suficiente de huevos, los adultos se quitan de la placa, y huevos se incuban a 20° C durante 2-3 dĆas permitir que los gusanos eclosionan y crecer para el estadio larvario L4.
Para medir la vida Ćŗtil del gusano, estas larvas se transfieren a las placas que contienen el fĆ”rmaco 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, podrĆa ser necesario prod suavemente la cabeza del gusano para provocar una respuesta. Eliminar gusanos muertos y anote el nĆŗmero de muertos y vivos. Los animales deben transferirse a nuevas placas cada 2-3 dĆas 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 dĆas para las moscas desarrollar. Un dĆa de edad adulto moscas luego se transfirió a frascos de comida de adultos y se incubaron durante dos dĆas 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 especĆficos del sexo. A continuación, las moscas solo sexo se colocan en viales de crecimiento. Cada dos dĆas, 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, asĆ como aquellos que han caĆdo en el frasco de nuevo.
Ahora que han aprendido los protocolos bĆ”sicos para medir la vida Ćŗtil en modelos de invertebrados, vamos a ver cómo los cientĆficos adaptan estas tĆ©cnicas al estudio de la biologĆa del envejecimiento y longevidad.
Los investigadores estĆ”n estudiando los efectos de diferentes factores, tales como temperatura y drogas, en vida Ćŗtil. En este estudio en particular, los cientĆficos cultivan gusanos en medio lĆquido 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 Ćŗtil tambiĆ©n pueden combinarse con tĆ©cnicas como la interferencia del ARN o ARNi, para identificar los genes que afectan la supervivencia animal. RNAi es una tĆ©cnica experimental de gran alcance que utiliza RNAs corto para disminuir o "caĆda", el nivel de expresión de un gene de la blanco. AquĆ, los cientĆficos tratan de gusanos con RNAi contra el gen bec-1, luego los infectaron con bacterias patógenas Salmonella y realiza un anĆ”lisis de supervivencia. Gusanos con bec-1 derribado demostraron una disminución marcada en la vida Ćŗtil en comparación a los gusanos donde el gen se expresa normalmente.
Por Ćŗltimo, se utilizan experimentos de cuantificación de vida Ćŗtil para evaluar el efecto de diferentes condiciones de crecimiento sobre la longevidad de los animales. En este experimento, los cientĆficos cultivan gusanos de edad comparable en una serie de placas con diferente cantidad de alimentación bacteriana. Este rĆ©gimen 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 Ćŗtil en modelos de invertebrados. Este video discute algunos de los principios detrĆ”s de envejecimiento y vida Ćŗtil, los protocolos para medir la vida en gusanos, moscas y algunas aplicaciones de los experimentos de medición de vida Ćŗtil. En definitiva, la esperanza es que estos experimentos ayudarĆ”n a los cientĆficos encontrar los factores y vĆas 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. Ā”Gracias por ver!
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