Quantification de la durée de vie d’invertébrés

Developmental Biology

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Summary

Naturellement, beaucoup d’animaux cesse de croître en arrivant à l’âge adulte, après quoi ils subissent vieillissement ou « sénescence » jusqu'à mourir. Le laps de temps entre la naissance et la mort de l’organism\ s’appelle sa durée de vie, qui peut être influencée par divers facteurs biologiques et environnementaux. En exposant les organismes à différentes conditions de croissance, les scientifiques peuvent mieux comprendre les facteurs affectant la durée de vie. Les mouches et les vers sont des organismes idéales pour effectuer de telles expériences, compte tenu de leurs exigences de culture simple et temps de génération court.

Cette vidéo donne un aperçu des facteurs affectant le vieillissement et continue à décrire les protocoles de base pour des expériences de quantification de durée de vie d’invertébrés. Enfin, trois demandes de recherche de quantification de la durée de vie seront discutées. Ces expériences explorent les effets de divers facteurs, tels que température, médicaments, agents pathogènes et l’alimentation, sur la durée de vie.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Notions essentielles de biologie du développement. Quantification de la durée de vie d’invertébrés. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Expériences de quantification de la durée de vie permettent aux scientifiques d’examiner les influences génétiques et environnementales sur la durée de vie de l’organisme. Les organismes invertébrés modèle, comme la drosophile Drosophila melanogaster et le nématode Caenorhabditis elegans, sont sont avérées extrêmement utiles à cet égard. En effectuant des expériences que mesurent et manipuler la durée de vie chez ces organismes, les scientifiques ont commencé à travailler sur les facteurs influant sur le processus de vieillissement.

Dans cette vidéo, vous apprendrez quelques principes qui sous-tendent la durée de vie et vieillissement, base de protocoles permettant de mesurer la durée de vie dans le ver et la mouche à fruit et manières dans lesquelles ces expériences sont appliquées.

Avant d’examiner les procédures expérimentales pour mesurer la durée de vie, il faut d’abord comprendre quelle est la durée de vie et le vieillissement.

Durée de vie est la quantité de temps qui vit de l’organisme et les fonctions, entre la naissance et de mort. Certains organismes, comme beaucoup de plantes, peuvent théoriquement vivre éternellement. Pendant ce temps, la plupart des animaux seraient naturellement cesse de croître, même dans des conditions idéales, après qu’ils vieilliront ou « sénescence » jusqu'à mourir.

Les scientifiques ne comprennent encore pas complètement pourquoi âge d’organismes. Divers facteurs, notamment le rayonnement et dommages chimiques de l’environnement et des sous-produits toxiques de notre propre processus métaboliques, ont tous été suggérés de jouer un rôle dans le vieillissement.

Pour étudier ces facteurs, les chercheurs ont pris avantage de la durée de génération court d’organismes de modèles d’invertébrés, comme les vers et les mouches, qui permettent aux scientifiques d’observer plusieurs générations au fil des jours ou des semaines, plutôt que des mois, comme dans le cas de modèles mammifères comme les souris. Ils sont également tout à fait favorable à la manipulation génétique, avec de nombreux outils disponibles qui permettent à des gènes spécifiques être activées ou désactivées facilement d’observer leurs effets sur le processus de vieillissement.

Maintenant que nous avons appris pourquoi modèles d’invertébrés sont très propices à des études de vieillissement, regardons comment les expériences visant à mesurer la durée de vie est effectuées à worms. En bref, ces expériences impliquent de collecte vers parent, synchronisation de l’âge de leur progéniture, traiter les larves vers avec un médicament pour inhiber la reproduction et enfin transférer vers pour plaques d’essai et compter vers qui sont morts ou vivants.

Au début de la procédure, il est nécessaire d’obtenir un nombre suffisant d’animaux de même âge en synchronisant un lot de worms à toutes pondent des œufs dans le même temps. Pour ce faire, premiers worms restent sur la même plaque de culture pour environ une semaine, ce qui leur permet de consommer tous les aliments disponibles et ainsi induire famine. Certains de la larve du ver qui est affamée entrera dans un État rustique, croissance-arrêté appelé « dauer. » Ensuite, ces larves dauer sont déplacés vers une nouvelle plaque. Sur cet environnement riche en nourriture, les larves dauer vont poursuivre leur cycle de vie et deviennent sexuellement matures jeunes adultes.

Enfin, après deux jours ces vers adultes sont transférés sur une autre plaque douce et a permis à pondre des œufs jusqu'à 24 heures. Une fois qu’un nombre suffisant d’oeufs est acquis, les adultes sont supprimés de la plaque, et œufs sont incubés à 20° C pendant 2-3 jours pour permettre les vers à éclore et se développer au stade larvaire L4.

Pour mesurer la durée de vie de ver, ces larves sont transférés aux plaques contenant la drogue FUDR, qui empêche la reproduction du ver sans affecter la durée de vie adulte. Au cours de l’expérience, afin de déterminer si les vers sont vivants ou morts, la plaque peut être entaillée pour observer le mouvement de la vis sans fin. Pour les plus âgés vers, il peut être nécessaire d’encourager doucement tête de la vis sans fin pour susciter une réaction. Supprimer les vers morts et enregistrer le nombre de vers morts ou vivants. Les animaux doivent être transférés aux plats frais tous les 2-3 jours pour éviter la famine.

Maintenant que nous avons montré quantification de l’espérance de vie à worms, examinons comment c’est fait chez la drosophile. En bref, le procédé implique permettant aux femelles de pondre dans une cage spéciale, collecte des œufs, ce qui permet de se transformer en mouches, mouches fondées sur le sexe, de tri, les larves et enfin compter les morts vole qui apparaissent au fil du temps.

Pour obtenir les mouches appariés selon l’âge, les mouches adultes sont placés dans une cage de collection oeuf, qui contiennent des boîtes de jus-gélose fruit striés de la pâte de levure. Les oeufs récoltés sont lavés, placés dans des bouteilles de la croissance larvaire et incubés pendant environ 10 jours pour les mouches à développer. Adulte âgé d’un jour les mouches sont ensuite transférés à bouteilles alimentaires adultes et incubés pendant deux jours pour leur permettre d’atteindre la maturité sexuelle.

Ces mouches sont ensuite recueillies, anesthésiés et triés dans les mâles et les femelles afin d’éviter les mesures de durée de vie avec sexe facteurs de confusion. Ensuite, les mouches non mixtes sont placés dans les flacons de croissance. Tous les deux jours, les mouches doivent être « retournées » dans les nouveaux flacons avec des aliments frais. Les mouches mortes sont notés en comptant ceux qui sont laissés sur le vieux flacon, ainsi que ceux qui ont chuté dans le nouveau flacon.

Maintenant que vous avez appris les protocoles de base pour mesurer la durée de vie dans les modèles d’invertébrés, regardons comment les scientifiques sont adaptent ces techniques à l’étude de la biologie du vieillissement et de longévité.

Les chercheurs étudient les effets de différents facteurs, comme la température et de la drogue, sur la durée de vie. Dans cette étude, les scientifiques cultivés vers dans les milieux liquides en microplaques 96 puits, afin que les effets de plusieurs substances et les conditions de croissance peuvent être analysés à la fois. Ils ont constaté que, par exemple, les vers à 25° C, de plus en plus au lieu de 20 ° C, diminué ver la durée de vie, à l’instar de concentrations élevées de l’antidépresseur Mirtazepine.

Essais de durée de vie est cumulable également avec des techniques telles que l’interférence ARN ou RNAi, d’identifier les gènes qui affectent la survie animale. Arni est une technique expérimentale puissante qui utilise l’ARN courts pour diminuer, ou « knockdown, » le niveau d’expression d’un gène cible. Ici, les scientifiques traitement vers avec Arni contre le gène bec-1, puis infectés par la bactérie pathogène Salmonella et effectué un test de survie. Worms avec bec-1 renversé a montré une nette diminution par rapport à worms où le gène exprime normalement la durée de vie.

Enfin, la durée de vie des expériences quantification sont utilisés pour évaluer l’effet des différentes conditions de croissance sur la longévité des animaux. Dans cette expérience, les scientifiques cultivés même âge vers une série de plaques avec une quantité variable de nourriture bactérienne. On observe ce régime de croissance, appelé restriction calorique ou diététique, d’avoir un effet significatif sur la durée de vie de ver.

Vous avez juste regardé les vidéo de JoVE sur la quantification de la durée de vie dans les modèles d’invertébrés. Cette vidéo a examiné certains des principes derrière le vieillissement et la durée de vie, les protocoles de mesure de durée de vie dans les vers et les mouches et quelques applications d’expériences de mesure de la durée de vie. En fin de compte, l’espoir est que ces expériences aideront les scientifiques trouver les facteurs et les voies qui contrôlent le vieillissement et permettre le développement de thérapies pour traiter des maladies liées au vieillissement, comme l’Alzheimer et les maladies cardiovasculaires. Merci de regarder !

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