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Neuroscience

En vivo de imágenes de Dauer-específica neuronal Remodelación en C. elegans

Published: September 4, 2014 doi: 10.3791/51834

Abstract

Los mecanismos que controlan el estrés inducido por la plasticidad fenotípica en animales son frecuentemente complejos y difíciles de estudiar in vivo. Un ejemplo clásico de la plasticidad inducida por el estrés es la etapa dauer de C. elegans. Dauers son una etapa larval de desarrollo alternativo formado bajo condiciones de bajas concentraciones de los alimentos bacteriana y altas concentraciones de una feromona Dauer. Dauers muestran amplia plasticidad del desarrollo y del comportamiento. Por ejemplo, un conjunto de cuatro cuadrantes interior-labial (IL2Q), las neuronas se someten a una amplia remodelación reversible durante la formación de Dauer. Utilizando la entrada vías ambientales de regulación Dauer bien conocido, un método previamente establecido para la producción de feromona Dauer crudo a partir de cultivos de nematodos líquido a gran escala se demuestra. Con este método, una concentración de 50.000 - 75.000 nemátodos / ml de cultivo líquido es suficiente para producir una muy potente feromona Dauer crudo. La potencia feromona crudo es determined mediante un bioensayo de respuesta a la dosis. Por último, se describen los métodos utilizados para in vivo time-lapse de los IL2Qs durante la formación de dauer.

Introduction

Plasticidad fenotípica, incluyendo la plasticidad del desarrollo y del comportamiento, es importante para las adaptaciones a las condiciones ambientales adversas y se considera una fuerza impulsora en la evolución 1. C. elegans es un organismo modelo utilizado con frecuencia para estudios en el desarrollo y la neurobiología. En condiciones ideales, C. elegans se desarrolla a través de cuatro estadios larvarios antes de entrar en la etapa reproductiva de adultos. Sin embargo, en condiciones de baja disponibilidad de alimentos y las altas densidades de población, C. elegans puede someterse a un interruptor de desarrollo y entrar en una de larga duración y resistente a la tensión etapa Dauer 2. Dauers muestran varias diferencias morfológicas y de comportamiento de los no dauers que probablemente median esta resistencia al estrés. Las señales ambientales y los mecanismos genéticos que regulan la entrada dauer han sido ampliamente descrito 3, 4, 5, 6, 7. Sin embargo, los mecanismos moleculares que controlan los cambios fenotípicos individuales que ocurren ddauer formación urante son menos conocidos.

El examen de los fenotipos dauer específica requiere la producción de animales dauer. Esto se puede lograr de tres maneras: 1) Levantar partir de un cultivo de C. hambre elegans, 2) uso de la formación de dauer constitutiva (daf-c) mutantes, 3) Inducción de la formación de dauer través de feromona purificado. Es relativamente sencillo para recoger dauers de una placa estándar NGM con una C. población elegans que ha agotado su suministro de alimentos-bacteriana. En nuestras manos, una placa estándar NGM originalmente se siembra con 50 l de OP50 Escherichia coli, se dejó crecer durante 3 días y posteriormente inoculadas con 3 - 4 adultos hermafroditas se mantuvo a 25 ° C, se agotará el suministro de alimentos dentro de una semana y producir varios miles dauers dentro de 3 días adicionales (además de numerosos no dauers hambre). Sin embargo, este método es insatisfactorio para examinar procesos que ocurren durante la muda en dauer. Es difícil determinar cuál de los varios miles de animales en un plato típico hambriento están entrando en dauer. Además, el uso de una placa de hambre no ofrece ninguna posibilidad para la sincronización. El uso de mutantes daf-c permite la sincronización y la generación fiable de dauers. Sin embargo, no hay garantía de que una mutación particular daf-c no afectará a otros fenotipos-dauer específica solo o en combinación con mutaciones adicionales.

La presencia de una feromona dauer se implicó por primera vez por Cassada y Russell y más tarde demostró por Golden y Riddle. La feromona dauer desde entonces se ha caracterizado químicamente 2, 8, 9, 10. La feromona purificada consiste en una mezcla compleja de ascarosides, que en diferentes formas a regular los procesos conductuales y de desarrollo 9, 11. Uso de un extracto de feromona dauer crudo permite inducción fiable controlada de dauers sincronizados en un fondo de tipo salvaje. El sistema nervioso y las células gliales asociadas se someten a la remodelación durante dauer larva formación 12, 13, 14. Algunos de estos cambios son irreversibles, tales como la remodelación de las células de la glia durante dauer 13, 14. Sin embargo otros eventos de remodelación son reversibles en un retorno a la favorable condiciones ambientales. Por ejemplo, un conjunto de cuatro neuronas IL2Q se someten a la remodelación neuronal rápida y reversible durante la formación de dauer incluyendo: arborización dendrítica, un interruptor de una sola dendríticas a las neuronas y los axones multidendritic remodelación 12. Los métodos de la presente memoria permiten la formación de imágenes in vivo fiable de la neuroplasticidad inducida por estrés en un organismo modelo. Los métodos presentados para la producción y las pruebas de feromona dauer crudo se describen anteriormente y compilados a partir de varias fuentes de 4, 8, 15, 16, 17, 18.

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Protocol

1. crudo Dauer Pheromone Producción

  1. Crecer OP50 E. coli a partir de una sola colonia O / N a 37 ° C mientras se agita en 100 ml de caldo LB a 200 rpm. NOTA: Este cultivo O / N se puede hacer con antelación y se almacena a 4 ° C.
  2. Crecer N2 C. elegans en junio 15 a 20 cm placas de Petri con agar NGM (ver receta en la Tabla 1) se sembró con 50 l de E. OP50 coli hasta que las bacterias se ha consumido casi por 19.
  3. Hacer 5x 250 ml de S medios (Ver receta en la Tabla 1) en 1 L matraces Erlenmeyer de 19. NOTA: Esta solución se puede hacer con antelación.
  4. Cultivar una cultura de OP50 E. coli en 4 L de caldo LB O / N mediante la inoculación con 1 ml de OP50 en E. coli y agitación a 37 ° C durante 16 horas.
  5. Lavar los nematodos de las placas (paso 1,2) con 1 ml de solución de S basal (ver receta en la Tabla 1) y nematodos de transferencia 4-5 placas en cada uno de 4 1 matraces Erlenmeyer de L con los medios de comunicación S preparado en la etapa 1.3 (4 5 placaspara cada matraz) 19.
  6. Centrifugar la OP50 desde el paso 1.4 a 650 xg durante 10 min y retirar el sobrenadante. Resuspender cada sedimento bacteriano en 10 ml de solución de S basal. Transfiera la misma cantidad de bacterias resuspendidas a cada frasco de nematodos.
  7. Colocar los matraces en un agitador orbital a temperatura ambiente (20 - 25 ° C) y 100 - 150 rpm durante 4 - 5 días hasta que la solución comienza a limpiar, lo que indica un agotamiento de los alimentos.
  8. Una vez que el alimento se agota, crecer otro cultivo O / N de OP50 E. coli en 4x 1 L de caldo LB. Centrifugar las bacterias a 650 xg durante 10 min y añadir una pastilla de un frasco a cada uno de los matraces S de medios con nematodos. Devolver los frascos S de medios a la agitación, como en el paso 1.7, de 3-4 días hasta que la comida se agota de nuevo.
  9. Tome un ~ 1 ml alícuota de solución de cada matraz y estimar la concentración de nematodos por sub-muestreo de 1 l de cada alícuota de 1 ml y contando el número de nematodos. NOTA: Lapoblación de nematodos debe ser 50 000 - 75 000 nematodos / ml. A esta concentración la mayoría de los nematodos son dauers.
  10. Deseche todos los frascos contaminados. NOTA: La contaminación se manifiesta con frecuencia como hifas fúngicas visto durante el paso 1.9.
  11. Nematodos centrifugar a 4000 xg durante 10 min a 4 ° C. Deseche el sedimento nematodo y retener el sobrenadante. Como alternativa, vea la discusión para el uso de estos animales para hacer una feromona de baja potencia.
  12. Filtrar el sobrenadante a través de # 1 papel filtro Whatman. NOTA: Un frasco de vacío acelerará este proceso.
  13. Filtrar aún más el sobrenadante a través de 0,45 micras unidades de filtración de vacío estéril. NOTA: El filtrado se puede mantener O / N a 4 ° C o proceder a 1,14.
  14. Añadir el filtrado a un vaso de precipitados de 2 l con una barra de agitación. Coloque en una campana extractora en una placa calefactora revuelo. Llevar a ebullición mientras se agita y se evapora hasta aproximadamente 200 ml. Transfiera la solución a un vaso de 500 ml. Continuar la ebullición hasta aproximadamente 50 ml son left. NOTA: Se debe tener cuidado durante este paso, ya que es posible que la solución a hervir. El color de la final de 50 ml es un marrón oscuro. En cualquier momento durante el proceso de cocción, el calor puede ser apagado y el filtrado almacena O / N a temperatura ambiente o 4 ° C.
  15. Dejar enfriar y centrifugar durante 5 min a 1000 x g. Verter el sobrenadante a un vaso de 100 ml y desechar el sedimento.
  16. Hervir el sobrenadante a una corteza de color marrón. Retire del fuego y romper la corteza con una espátula. Añadir suficiente etanol prueba 200 para cubrir la corteza. Cubrir el vaso con Parafilm y dejar que repose O / N a temperatura ambiente. Verter el etanol en un vaso de precipitados limpio y poner a un lado. Añadir etanol fresco para cubrir la corteza. Repita extracciones O / N 3 veces. Reunir las fracciones.
  17. Utilice una bomba de vacío para secar los extractos de etanol. Si una bomba de vacío no está disponible, añadir el extracto de etanol a un vaso de precipitados limpio y cálido a 50 ° C mientras se agita en una campana de humos. NOTA: Una vez que el etanol se ha evaporado un residuo pegajoso de lde color marrón de vuelo debe permanecer. Si se utiliza calentamiento, se debe tener cuidado para no quemar la solución por calentamiento durante demasiado tiempo.
  18. Disolver residuo en 10 ml de agua destilada estéril. Filtro esterilizar esta solución con un filtro de jeringa de 0,22 micras y se almacenan a -20 ° C en alícuotas de 1 ml. NOTA: 1 ml de agua se utiliza para disolver el residuo por cada 100 ml del cultivo de nematodos líquido original. Por ejemplo, si uno de los matraces de cultivo líquido se descarta debido a la contaminación, a continuación, ajustar la cantidad de agua utilizada para disolver el residuo.

2. Determinación de Pheromone Respuesta a la dosis

  1. Prepare feromona Dauer haciendo 6x 5 ml de medio NGM con agar Noble, sin peptona, y se suplementó con 50 mg / ml de sulfato de estreptomicina y una gama de feromona Dauer (véase la receta en la Tabla 1) 4, 19. Mezclar componentes en un 13x100 mm tubo de cultivo de vidrio, hervir sobre un mechero Bunsen, y luego verter en placas de Petri de 3 cm.
  2. Pesar amtubo icrocentrifuge. Añadir 1 ml de cultivo O / N del E. coli OP50 al tubo y centrifugar a ~ 17.000 xg en un tubo de microcentrífuga. Retire todo el sobrenadante. Pesar el tubo de nuevo y determinar el peso de la pella bacteriana. Resuspender el sedimento con tampón M9 (ver receta en la Tabla 1) para una concentración final de 4% (w / v). Alícuota de 10 l de la suspensión bacteriana en el centro de cada placa de feromona 4. Placas Tienda O / N a temperatura ambiente.
  3. Escoja 10-15 grávidas N2 hermafroditas de tipo salvaje un día después de la muda hasta la edad adulta en las placas de feromonas 4. Almacenar las placas a 25 ° C durante 3 - 4 horas.
  4. Escoger de todos los adultos hermafroditas. Anote el número de huevos puestos por cada placa. Sellar las placas con Parafilm y volver a 25 ° C durante 3 días 17.
  5. Cuente el porcentaje de dauers (Figura 2). Nota: Para ambos métodos es importante tener en cuenta que dauers (y en menor extienda de campaña no dauers) trepará por las paredes y en la tapa de platos de Petri. Por tanto, es importante examinar todas las superficies del plato para los nematodos.
  6. Ajustar los datos a una curva dosis-respuesta y calcular la concentración EC 90 de feromona (feromona suficiente para inducir 90% de los animales para formar dauers) como se muestra en la Figura 3 Nota:. Normalmente utilizamos un modelo de regresión logística para estimar la CE 90 , pero diferentes paquetes de software estadísticos pueden tener métodos alternativos que producen estimaciones similares.

3. imágenes en vivo de Dauer IL2 Neuronas

  1. Preparar platos de feromonas dauer como en el protocolo 2 utilizando el valor EC 90 determinada en el paso 2.6.
  2. Inducir dauers utilizando los métodos en el protocolo 2 con una cepa con un reportero transgén integrado IL2 (myIs13 [P klp-6 :: GFP], myIs14 [P klp-6 :: GFP], myIs16 [P klp-6 :: tdTomato] o qIs56 [P desfase-2 :: GFP]) 12, 20, 21. NOTA: Si se utiliza q Is56, expresión de GFP no será visible en los IL2Qs hasta varias horas en el muda Dauer y algunos de los eventos iniciales de remodelación no serán visibles. Además, mientras que la señal fluorescente del P lag-2 :: GFP transgén es en última instancia, más brillante en los IL2s durante dauer que los KLP-6 reporteros fluorescentes P, el P lag-2 :: GFP transgén también expresa débilmente en los músculos de la cabeza que puede enmascarar las ramas finas IL2.
  3. Después de la puesta de huevos, retire los adultos hermafroditas, sellar las placas con Parafilm y se incuba durante 34 horas a 25 ° C 17. NOTA: La longitud de tiempo para la muda Dauer varía ligeramente entre los individuos. El período más rápido de la arborización dendrítica comienza 4-5 horas después del inicio de la muda dauer (39-44h después de la puesta de huevos a 25 ° C) 12.
  4. El día antes de formación de imágenes, conforman una solución de 10% (w / v) de agarosa en tampón M9 con feromona Dauer a la concentración CE 90. Alícuota de aproximadamente 100 l de agarosa en un portaobjetos de microscopio y de forma rápida, pero suavemente, coloque otra diapositiva en la parte superior para crear una superficie plana de agarosa. Después de la agarosa se ha solidificado, envuelva las diapositivas en papel film y guardar en una cámara de humedad (caja de puntas de pipeta con toallas de papel húmedas).
  5. Tras el período de incubación 34 horas, examinar las placas de feromonas para nematodos que han dejado de bombeo de la faringe. Diapositivas separadas de tal manera que sólo una superficie de una diapositiva tiene agarosa en él. Elija uno o más nematodos en una almohadilla de agarosa al 10% y 1 μ l de 0,1 micras perlas de poliestireno 22. NOTA: Con una población bien sincronizado, la mayoría de los nematodos en el plato va a ingresar en la muda de L2d a dauer. Sin embargo, puede haber variación entre ias personas. Por tanto, es importante tener en cuenta características adicionales (oclusión de estoma, la remodelación de la faringe) para estimar la cantidad de tiempo que los animales hayan estado dentro de la muda Dauer (ver resultados representativos, por ejemplo).
  6. Determine la orientación (izquierda / derecha, dorsal / ventral) del nematodo. Captura imágenes Z-stack de un dendrita IL2Q a 100 aumentos con la intensidad de la fluorescencia bajo posible cada 15 minutos o cuando sea necesario para el experimento específico. Continuar la captura de imágenes hasta que el nematodo se ha separado de la cutícula L2d y la inmovilización es imposible o si el animal se recupera de Dauer (faringe comienza a bombear). Cuando no la formación de imágenes de forma activa, coloque el portaobjetos en una cámara húmeda. NOTA: Nosotros usamos un microscopio de epifluorescencia con un contraste de interferencia diferencial escenario y motorizado (DIC) óptica.

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Representative Results

La producción de resultados de feromonas dauer crudo en un líquido amarillo (Figura 1) que es tanto el calor como el frío estable. Alícuotas de feromona crudo se almacenan a -20 ° C indefinidamente sin pérdida evidente de la actividad. Después de la producción de feromona, un único bioensayo dosis-respuesta es suficiente para una estimación aproximada de la potencia. Sin embargo, para la mayoría de los experimentos es necesario repetir el bioensayo 2 - 3 veces y tomar un promedio de cada experimento. Los resultados representativos de dos bioensayos de feromonas se dan en la Figura 3. Partir de estos datos una CE 50 y CE 90 puede ser calculado.

Además de la resistencia al sulfato de dodecil de sodio 2, dauers pueden ser reconocidos por varias características morfológicas incluyendo un estoma ocluida, alae lateral, los cuerpos refráctiles en la hipodermis anterior y una faringe encogido (Figura 2 y la Figura 4A for L2 larvas). Dauers también tienen varias características distintivas de comportamiento, incluyendo:. Una propensión a permanecer en reposo conductualmente, la presencia de una estrategia de dispersión ocasional llamado nictation, la supresión de movimientos de la cabeza de forrajeo, la supresión de bombeo de la faringe y la inducción de conducto excretor pulsante 2, 5, 23 La características de comportamiento muestran variabilidad entre individuos.

La muda en Dauer tarda aproximadamente 12 horas desde el final de la etapa de pre-L2 Dauer (L2d) 4. Este período corresponde con el crecimiento estereotipada de las pérgolas IL2Q. El primer evento notable de la muda en Dauer es la supresión de bombeo de la faringe. Supresión de bombeo es común a todos los mudas en C. elegans. Sin embargo, la supresión de bombeo faríngeo continúa durante toda la etapa de Dauer y termina aproximadamente 4 horas después de un retorno del animal a las condiciones ambientales favorables. Durante el período inicial de bombeo faríngeosupresión, una capa de formas cutícula sobre el estoma. Estos cambios ocurren durante la primera hora tras el inicio de la muda en Dauer. Durante este período inicial no es con frecuencia la formación de un proceso de neuritas adicional que se extiende desde los cuerpos celulares IL2Q. Sin embargo, este proceso adicional inicial generalmente se retrae dentro de 2 horas después del inicio de la muda en Dauer 12.

Durante las horas de 2-5 después del inicio de la muda en dauer la faringe comienza a remodelar mostrando una reducción gradual en el tamaño (Figura 4B). Al mismo tiempo, la forma y puncta corto retraiga a lo largo de la dendrita primaria IL2Q (Figura 5). Durante horas 4-8 tras el inicio de la muda, el cuerpo sufre una contracción radial gradual que resulta en la alejándose del nematodo de la cutícula L2d (Figura 4C). Este período se correlaciona con la consecuencia de 2 ° dendritas de las dendritas primarias y el establecimiento de undendritas adicionales A partir de los cuerpos de las células IL2Q (-dauer específica primaria dendritas-1d °). El crecimiento dendrítico no es constante, sino más bien caracterizado tanto por la formación dinámica y la retracción de los procesos como se ilustra en la Figura 5. El 2 ° y 1d ° dendritas se extienden generalmente a la ventral (por IL2Vs) o dorsal (para IL2Ds) líneas medias. Una vez que la cutícula Dauer está completamente separada de la cutícula L2d, la aplicación de luz fluorescente hace que el animal a girar rápidamente sobre su eje longitudinal, por lo que la posterior formación de imágenes desafiante. Los intentos de quitar el animal en desarrollo de la diapositiva, mecánicamente eliminar la cutícula L2D, y montar el animal en una diapositiva nueva, manteniendo el desarrollo dauer no tuvieron éxito.

Figura 1
Figura 1. crudo Dauer feromona esun líquido amarillo que se puede almacenar indefinidamente a -20 ° C. Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2. DIC micrografías de C. elegans dauers con dauer típico características morfológicas. vista (A) dorsal media del cuerpo de un dauer demostrando un estoma ocluida (flecha) y una faringe encogido con el bulbo terminal de forma rectangular (delineado en rojo, comparar con larva L2 se muestra en la figura 4A). Dauers recién formado frecuencia retener parte de la cutícula L2d (punta de flecha). Vista (B) Dorsal de hipodermis que muestran cuerpos altamente refringentes (flecha) típico de dauers. Una vez más la cutícula L2d es evidente (punta de flecha). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3
Figura 3. Dosis ensayo de respuesta a la feromona dauer crudo. L1 animales expuestos a niveles crecientes de feromona dauer incorporados en los medios de comunicación NGM modificado son más propensos a formar dauers. Los datos se recogieron y agruparon a partir de dos experimentos separados, excepto para las siguientes concentraciones, que sólo se pusieron a prueba una vez: 0.05%, 2% y 4%. Los datos se ajustaron a una curva dosis-respuesta sigmoidal. Los valores de R 2 y EC se calcularon mediante regresión logística. El número de animales examinados para cada concentración es la siguiente: 0% n = 299, 0,05% n = 81, 0,1% n = 352, 0,5% n = 368, 1% n = 241, 2% n = 125, 4% n = 155. Las barras de error representan intervalos de confianza del 95%.

Figura 4
Figura 4. DIC lateral derecha Vista micrografías de C. elegans durante las diferentes etapas de la muda en dauer. (A) animales L2 con bombilla típica redondeada terminal de la faringe (delineado en rojo). (B) Aproximadamente 3 horas después de la muda en dauer, el bulbo terminal está reduciendo y la cutícula L2d está empezando a desprenderse de la cutícula dauer recién formado (punta de flecha). (C) Aproximadamente 10 horas después del inicio de la muda dauer, el animal ha experimentado una amplia contracción radial y el desprendimiento de la cutícula L2d (punta de flecha). En ocasiones, el cutícula forrado conducto excretor de la etapa L2d (flecha) se puede ver todavía unido a la dauer desarrollo. Las barras de escala, 10 micras. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5
Figura 5. laterales micrografías vista epifluorescentes de un solo animal que expresa la IL2 reportero P klp-6 :: tdTomato. Top, imagen de cuerpo entero de neuronas IL2 aproximadamente 3 horas después del inicio de la muda en dauer. El recuadro muestra parte de IL2Q dendrita en varios puntos de tiempo después del inicio de la muda en dauer. Una rápida extensión de las ramas IL2Q se produce a partir de aproximadamente 5 horas después del inicio de la muda en dauer. Las barras de escala, 10 m.ove.com/files/ftp_upload/51834/51834fig5highres.jpg "target =" _blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

Un examen de la neuroplasticidad-dauer específicos y otros cambios morfológicos dauer asociada requiere controlado y formación fiable de dauers ya sea a través de la mutación genética (es decir, mutantes, daf-c) o por la exposición de los animales de tipo salvaje de la feromona. Mientras que el uso de una mutación genética para inducir dauers es conveniente, puede confundir los resultados. Por lo tanto, los datos recogidos con mutaciones daf-c deben confirmarse posteriormente con animales de tipo salvaje inducidos a entrar en la etapa dauer por la exposición a las feromonas dauer.

La producción de feromonas dauer crudo es relativamente simple y variaciones de este protocolo se publican 18. Con la posible excepción de la contaminación, el método presentado aquí es muy fiable. Para producir el extracto, se utiliza un método estándar de cultivo de grandes densidades de nematodos en cultivo líquido S medios 19. Hay una gran cantidad de flexibilidad en la cantidad de initial de inóculo de nematodos añade al cultivo líquido. A partir de un mayor número de nematodos agilizará el procedimiento. Sin embargo, es importante asegurarse de que todo el inóculo inicial nematodo está libre de contaminación. Ambos hongos y contaminación bacteriana pueden surgir durante el crecimiento en los medios líquidos. La contaminación por hongos puede ser fácilmente detectado por la presencia de hifas. La contaminación bacteriana es más difícil de evaluar. Normalmente, un contaminante bacteriano se puede observar si el cultivo líquido no desaparece poco después de los periodos de incubación de la lista. Hay flexibilidad en la densidad total de población de nematodos necesaria para producir suficiente feromona. Por ejemplo, una concentración de 25.000 nemátodos / ml es suficiente para producir una feromona eficaz en inducir dauers. Un método alternativo consiste en transferir los nematodos a partir de un cultivo líquido a un pequeño volumen de tampón M9 (~ 50 ml) seguido por un / N de incubación O a TA en un agitador orbital y la purificación subsiguiente de la pheRomone por los métodos descritos en el presente documento. Esta alternativa es eficaz, pero produce una feromona con una CE superior 50 (es decir, menos potente).

Como cada lote de feromona crudo puede variar en potencia, es importante probar una submuestra para la eficacia en la inducción de Dauer. Para muchas aplicaciones un único bioensayo con una réplica para cada concentración de feromona es suficiente para proporcionar una estimación general de la potencia. Sin embargo, no puede haber una variación significativa entre los ensayos biológicos de dosis-respuesta realizados de forma independiente. Por lo tanto, si los experimentos requieren un delicado equilibrio entre la formación y el desarrollo Dauer no Dauer, será necesario realizar 2 - 3 replicados bioensayos para determinar una dosis eficaz exacta. En el futuro, como la importancia de ascarosides en la biología del nematodo es más ampliamente reconocido, puede ser posible comprar sintetizado feromona dauer a un costo razonable.

El hallazgo de neu-dauer específicosRonal remodelación en las IL2s proporciona una plataforma para el estudio de los mecanismos moleculares de la neuroplasticidad inducida por el estrés. Para identificar el mecanismo por el cual los genes específicos regulan la neuroplasticidad, puede ser necesario seguir el proceso de remodelación en tiempo real. El método de la IL2 de imágenes in vivo anterior se basa en C. métodos elegans 22, 24, 25. Uno de los obstáculos a las imágenes durante la formación de dauer es la posibilidad de recuperación dauer. La solución más sencilla es utilizar inicialmente una mutación daf-c. Confirmación de ningún resultado puede entonces realizarse en un fondo no daf-c usando los métodos descritos en el presente documento.

Singh y Sulston señalaron varios obstáculos para la formación de imágenes in vivo de la formación de dauer 25. Estos dauers recién formadas incluidos escapar fuera de la diapositiva del microscopio y el movimiento incontrolado siguiente contracción radial. El uso de perlas de microesferas ha eliminado la posibilidad de escape 22. However la contracción radial que se produce aproximadamente 10 horas en la muda dauer sigue creando dificultades para la imagen posterior.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
N2 C. elegans Bristol strain Caenorhabditis Genetics Center
PT2660 myIs13[Pklp-6::gfp] III Upon request from Schroeder lab
PT2762 myIs14[Pklp-6::gfp] V Upon request from Schroeder lab
JK2868 qIs56[Plag-2::gfp] V Caenorhabditis Genetics Center
OP50 E. coli Caenorhabditis Genetics Center
Petri dishes Tritech Research 60 mm T3308, 35 mm T3501
NGM agar Various 3 g NaCl, 17 g agar, 2.5 g peptone in 975 ml H2O autoclaved cooled to 55°C followed by 1 ml of 5 mg/ml cholesterol in ethanol, 25 ml of 1 M KPO4 buffer (pH 6.0), 1 ml of 1 M CaCl2, 1 ml of 1 M MgSO4
S Media Various S media consists of S basal solution (1.46 g NaCl, 0.25g K2HPO4, 1.5 g KH2PO4, 0.25 ml of 5 mg/ml cholesterol in ethanol and H2O to 250 ml. Autoclaved.) To the S basal solution add 2.5 ml of potassium citrate pH 6.0 (2 g citric acid monohydrate, 29.4 g tri-potassium citrate monohydrate, H2O to 100 ml, autoclaved), 2.5 ml of Trace Metals Solution (1.86 g disodium EDTA, 0.69 g FeSO4 •7 H2O, 0.2 g MnCl2•4 H2O, 0.29 g ZnSO4 •7 H2O, 0.025 g CuSO4 •5 H2O, H2O to 1 L. Autoclaved and stored in the dark), 0.75 ml of 1 M CaCl2, and 0.75 ml of 1 M MgSO4.
Dauer pheromone plates for dose-response assay Various Mix 0.085 g Noble agar, 0.5 ml of 0.513 M NaCl and 5 µl of 5 mg/ml cholesterol dissolved in ethanol in each of 6x 15 ml culture tubes. Add sufficient crude pheromone to each tube to create a range of concentrations. Add H2O to bring the volume to 4.725 ml.  Boil over a Bunsen burner until the agar is dissolved and then cool to 55 °C. Add 125 µl 1 M KPO4 buffer (pH 6.0), 50 µl 0.1 M CaCl2, 50 µl 0.1 M MgSO4 and 50 µl of 5 mg/ml streptomycin sulfate to each tube.  Pour the contents of each tube into a 35 mm diameter Petri dish. Let the agar solidify at room temperature overnight (if longer, store in enclosed container to prevent excessive drying).
Microsphere beads 0.1 micron Polysciences Inc. 00876-15
M9 buffer Various Mix 3 g KH2PO4, 6 g Na2HPO4, 5 g NaCl, 1 ml 1 M MgSO4, H2O to 1 liter. Sterilize by autoclaving

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. West-Eberhard, M. J. Developmental Plasticity and Evolution. , Oxford University Press. (2003).
  2. Cassada, R. C., Russell, R. L. The dauerlarva, a post-embryonic developmental variant of the nematode Caenorhabditis elegans. Dev. Biol. 46, 326-342 (1975).
  3. Riddle, D. L., Albert, P. S. C. elegans II. Riddle , D. L., Blumenthal, T., Meyer, B. J., Priess, J. R. , Cold Spring Harbor Laboratory Press. Plainview, NY. 739-768 (1998).
  4. Golden, J. W., Riddle, D. L. The Caenorhabditis elegans dauer larva: developmental effects of pheromone, food, and temperature. Dev. Biol. 102, 368-378 (1984).
  5. Riddle, D. L. The Nematode C. elegans. Wood, W. B. , Cold Spring Harbor Laboratory Press. Plainview, NY. 393-412 (1988).
  6. Fielenbach, N., Antebi, A. C. elegans dauer formation and the molecular basis of plasticity. Genes Dev. 22, 2149-2165 (2008).
  7. Hu, P. J. WormBook. , 1-19 (2007).
  8. Golden, J. W., Riddle, D. L. A pheromone influences larval development in the nematode Caenorhabditis elegans. Science. 218, 578-580 (1982).
  9. Butcher, R. A., Fujita, M., Schroeder, F. C., Clardy, J. Small-molecule pheromones that control dauer development in Caenorhabditis elegans. Nature Chemical Biology. 3, 420-422 (2007).
  10. Jeong, P., et al. Chemical structure and biological activity of the Caenorhabditis elegans dauer-inducing pheromone. Nature. 433, 541-545 (2005).
  11. Srinivasan, J., et al. A blend of small molecules regulates both mating and development in Caenorhabditis elegans. Nature. 454, 1115-1118 (2008).
  12. Schroeder, N., et al. Dauer-Specific dendrite arborization in C. regulated by KPC-1/Furin. Curr. Biol. 16, 1527-1535 (2013).
  13. Procko, C., Lu, Y., Shaham, S. Glia delimit shape changes of sensory neuron receptive endings in C. elegans. Development. 138, 1371-1381 (2011).
  14. Albert, P. S., Riddle, D. L. Developmental alterations in sensory neuroanatomy of the Caenorhabditis elegans dauer larva. J. Comp. Neurol. 219, 461-481 (1983).
  15. Vowels, J. J., Thomas, J. H. Genetic analysis of chemosensory control of dauer formation in Caenorhabditis elegans. Genetics. 130, 105-123 (1992).
  16. Vowels, J. J., Thomas, J. H. Multiple chemosensory defects in daf-11 and daf-21 mutants of Caenorhabditis elegans. Genetics. 138, 303-316 (1994).
  17. Ailion, M., Thomas, J. H. Dauer formation induced by high temperatures in Caenorhabditis elegans. Genetics. 156, 1047-1067 (2000).
  18. Neal, S. J., Kim, K., Sengupta, P. Pheromone Signaling. , Springer. 273-283 (2013).
  19. Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77, 71-94 (1974).
  20. Ouellet, J., Li, S., Roy, R. Notch signalling is required for both dauer maintenance and recovery in C. elegans. Development. 135, 2583-2592 (2008).
  21. Blelloch, R., et al. The gon-1 gene is required for gonadal morphogenesis in Caenorhabditis elegans. Dev. Biol. 216, 382-393 (1999).
  22. Fang-Yen, C., Gabel, C. V., Samuel, A. D., Bargmann, C. I., Avery, L. Laser microsurgery in Caenorhabditis elegans. Methods Cell Biol. 107, (2012).
  23. Nelson, F. K., Riddle, D. L. Functional study of the Caenorhabditis elegans secretory-excretory system using laser microsurgery. J. Exp. Zool. 231, 45-56 (1984).
  24. Sulston, J. E., Horvitz, H. R. Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans. Dev. Biol. 56, 110-156 (1977).
  25. Singh, R., Sulston, J. Some observations on moulting in Caenorhabditis elegans. Nematologica. 24, 63-71 (1978).

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Neurociencia Número 91, Dauer dendrita arborización la plasticidad fenotípica el estrés las imágenes las feromonas
<em>En vivo de</em> imágenes de Dauer-específica neuronal Remodelación en <em>C. elegans</em>
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Schroeder, N. E., Flatt, K. M.More

Schroeder, N. E., Flatt, K. M. In Vivo Imaging of Dauer-specific Neuronal Remodeling in C. elegans. J. Vis. Exp. (91), e51834, doi:10.3791/51834 (2014).

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