Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Mätning Oxidativ stress Resistans Published: May 9, 2015 doi: 10.3791/52746

Abstract

Oxidativ stress, vilket är resultatet av en obalans mellan produktion och avgiftning av reaktiva syreradikaler är en stor bidragande orsak till kroniska mänskliga sjukdomar, bland annat hjärt- och neurodegenerativa sjukdomar, diabetes, åldrande och cancer. Därför är det viktigt att studera oxidativ stress inte bara i cellsystem, men också med hjälp av hela organismer. C. elegans är en attraktiv modellorganism för att studera genetiken av oxidativ stress signaltransduktionsvägar, vilket är mycket evolutionärt bevarade.

Här ger vi ett protokoll för att mäta oxidativ stress motstånd i C. elegans i flytande. Kortfattat, ROS-inducerande reagens såsom parakvat (PQ) och H2O 2 löses i M9-buffert, och lösningarna alikvoterades i brunnarna i en 96 brunnars mikrotiterplatta. Synkroniserad L4 / unga vuxna C. elegans djur överförs till brunnarna (5-8 djur / brunn) och överlevnad mätsvarje timme tills de flesta maskar är döda. När du utför en oxidativ stress motstånd analys med hjälp av en låg koncentration av stressorer i plattor, åldrande kan påverka beteendet hos djur vid oxidativ stress, vilket skulle kunna leda till en felaktig tolkning av data. Men i den analys som beskrivs häri, är osannolik eftersom endast L4 / unga vuxna djur används detta problem. Dessutom är detta protokoll billigt och resultat erhålls under en dag, vilket gör denna teknik attraktivt för genetiska skärmar. Sammantaget kommer detta att bidra till att förstå oxidativ stress signaltransduktionsvägar, vilket kan översättas till bättre karakterisering av oxidativ stress associerade humana störningar.

Introduction

I eukaryoter är oxidativ fosforylering sker i elektrontransportkedja mitokondrierna den främsta drivkraften för energiproduktion i form av ATP. Reaktiva syrespecies (ROS) är en naturlig biprodukt av denna process. Trots deras viktiga roll som signalmolekyler, kan överdriven ROS leda till DNA-skada, protein karbonylering och lipidoxidation. En obalans mellan ROS produktion och avgiftning orsakar oxidativ stress, vilket leder till energibrist, cellskador, och utlöser celldöd 1,2. Oxidativ stress bidrar till åldrande och till utvecklingen av många livshotande sjukdomar, inklusive cancer, diabetes, hjärt- och neurodegenerativa sjukdomar 3-9.

Celler har utvecklats enzymatiska och icke-enzymatiska försvarsstrategier för att upprätthålla rätt ROS nivåer och för att skydda sina väljare mot oxidativ skada 1,2. Superoxiddismutas (SOD) enzymer agera först till convert superoxid till H 2 O 2, som senare omvandlas till vatten genom katalas eller peroxidasenzymer. Icke enzymatiska försvarsstrategier omfattar främst molekyler som reagerar snabbare med ROS jämfört med cellulära makromolekyler, som skyddar viktiga cellkomponenter. Trots den skyddande roll ROS avgifta enzymer, vissa ROS molekyler fly antioxidant försvarsmekanismer och leda till oxidativ skada. Upptäckt, reparation, och nedbrytning av de skadade cellulära komponenter är viktiga strategier försvar under oxidativ stress 1,2.

Signalvägar som är involverade i stresstålighet och specifikt oxidativ stress är mycket evolutionärt konserverade 10,11. Till skillnad från cellodlings experiment där organism villkor endast delvis återges, studiet av oxidativ stress i modellorganismer 12,13 har stor betydelse. C. elegans är en fritt levande nematoden som kan vara enkelt och billigt cultured på en bakteriematta på agarmedium. Den är liten i storlek (ca 1 mm i längd) och normalt växer som en själv fertilizing hermafrodit, vilket underlättar genetiska manipulationer. Den har en snabb livscykel och en hög fortplantningsförmåga, producerar ca 300 avkommor per generation, vilket gör det till ett kraftfullt verktyg för att utföra storskaliga genetiska skärmar 14. C. elegans genomet är helt sekvens och 40-50% av generna spås bli homologer av sjukdomsassocierade gener 15-18 mänskliga. Den knockdown av gener av intresse att använda RNAi är snabb och lätt i C. elegans. Gene nedreglering skulle kunna uppnås genom att mata djur E. coli bakterier som hyser en plasmid som uttrycker det dubbelsträngade RNA som riktar mRNA av intresse 19. Därför bestämning av geners funktion med hjälp av storskaliga RNAi skärmar har stor inverkan på att förstå mänskliga sjukdomar inklusive cancer 20,21.

Studier av oxidative stresstålighet i C. elegans har lett till identifiering av konserverade resistensmekanismer till oxidativ stress 13,22. Vissa vägar som identifierats är vanliga vägar som modulerar livslängd och motståndskraft mot andra påfrestningar samt såsom hypoxi, värme och osmotisk stress. Dessa vägar innefattar insulinsignalering, TOR signalering, och autophagy. Andra viktiga vägar innebär avgiftning av ROS såsom superoxiddismutas enzymer och katalas enzymer, eller reparera skadorna som värmechock och chaperonproteiner 11,13,22.

Detta protokoll beskriver hur man bestämmer motståndet mot oxidativ stress C. elegans i flytande. Vi använde flcn-1 (ok975) och vildtyp djur för att demonstrera det protokoll eftersom vi tidigare har visat en ökad motståndskraft mot oxidativ stress vid förlust av flcn-1 (ok975) i C. elegans 23. Vi har också visat att denna ökade motståndet berorpå AMPK och autophagy, en signalerings axel som förbättrar cellulära bioenergetik och främjar stresstålighet 23. PQ är en oxidativ stressfaktor som interfererar med elektrontransportkedjan att producera reaktiva syrespecies 24. Samma analys skulle kunna anpassas och andra ROS källor eller ROS genererar föreningar skulle kunna användas, såsom H2O 2 och rotenon. Liknande analyser har utvecklats på plattor där låga koncentrationer av PQ används 25,26. Fördelen med denna analys är att den är mycket snabb, och resultaten kunde erhållas i en dag. Dessutom är den totala volymen av vätska som används för att utföra den oxidativa stresstålighet analys i plattor med 96 brunnar med låg jämfört med den volym som används för att framställa PQ-innehållande plattor. Därför är mängden av PQ används i den flytande analysen är låg, vilket gör analysen billigt och begränsar produktionen av giftigt avfall. Emellertid begränsningar av denna analys jämfört med platt analyser innefattar den lack av livsmedel i vätske analysen och den lägre koncentrationen av syre i vätskan jämfört med luft. Dessa är viktiga faktorer som i vissa fall kan påverka resultaten. Därför bekräftar reproducerbarhet med användning av andra metoder för oxidativ stress beständighet rekommenderas att stödja resultat som erhållits i denna analys.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Beredning av reagenser

  1. Framställning av medier för C. elegans tillväxt (i detta fall, djur vild-typ och flcn-1 (ok975) muterade djur).
    1. Förbered Modifierad Youngren enda Bacto-pepton (MYOB) torr blandning innehållande 5,5 g Tris-HCl, 2,4 g Tris-bas, 31 g Bactopetone, 20 g NaCl och 0,08 g kolesterol. Blanda väl med skakning.
      OBS: Denna blandning är tillräcklig för att bereda 10 liter MYOB medium.
      OBS: Normala tillväxtmedium (NGM) plattor skulle kunna användas i stället för MYOB plattorna 27. Bör emellertid samma typ av plattor användas för giltiga jämförelser mellan stammarna och mellan oberoende upprepningar. I detta protokoll använde vi bara MYOB plattor.
    2. Bered en liter MYOB-medium genom att tillsätta 6 g MYOB torr blandning, 17 g agar och späd till 1 L med H2O och autoklav under 45 minuter vid 122 ° C. Häll plattor och låt torka vid rumstemperatur under 2 dagar.
    3. Med hjälp av steril teknik, ympa 100 ml Culture LB buljongmedium med E. coli OP50 bakterier och växa O / N vid 37 ° C.
    4. Seed MYOB plattor med E. coli OP50 bakterier. Låt det växa vid RT under 48 timmar.
  2. Förberedelse för gen nedreglering med hjälp av RNAi
    1. Förbered MYOB RNAi-matningsplattor. Gör som i steg 1.1.1 och 1.1.2. Efter autoklavering, medger mediet svalna till ca 55 ° C och tillsätt 1 ml av 1 M isopropyl β-D-1-tiogalaktopyranosid (IPTG) och 1 ml av 100 mM ampicillin.
    2. Serie E. coli HT115 bakterier transformerade med en plasmid, som uttrycker antingen kontroll EV eller flcn-1 specifik RNAi på ampicillin (50 pg / ml) / tetracyklin (15 | ig / ml) agarplattor. Odla kulturen O / N vid 37 ° C.
    3. Plocka kolonier och inokulera E. coli HT115 bakterier transformerade med en plasmid som uttrycker antingen kontroll EV eller flcn-1 specifik RNAi och växa kultur i / Ampicillin (50 | ig / ml) medium LB och O / N vid 37 & #176 C.
    4. Seed plattor med E. coli HT115 EV bakterier eller HT115 flcn-1 RNAi bakterier.
      OBS: Håll plattorna 48 h vid RT före användning. Om RNAi knockdown genom utfodring är i effektiv, använda andra metoder för leverans av ds-RNA 28.
  3. Induktion oxidativ stress med hjälp av parakvat (PQ):
    1. Bered M9-buffert genom att blanda 3 g KH 2 PO 4, 6 g Na 2 HPO 4, 5 g NaCl och 0,25 g MgSO 4 · 7 H2O Ta upp till 1 L med destillerat vatten. Autoklav lösning för 45 minuter vid 122 ° C och lagra flaskor vid RT.
    2. På dagen för analysen, förbereda M9 / PQ-innehållande lösningen. För detta protokoll, använda 100 mM PQ (0,1028 g PQ upplöst i 4 ml M9 buffert fyller en hel 96-brunnsplattor med 40 pl M9 / PQ per brunn).
      VARNING: PQ är en farlig och mycket giftig förening. Hantera i enlighet med lämpliga riktlinjer.
      OBS: När du först kör en ny ståg eller ett nytt villkor, är det rekommenderat att analysera överlevnad i ökande koncentrationer av PQ för att bestämma den bästa koncentrationen att använda för att döda djuren inom 7-10 timmar.

2. Framställning av Age-synkroniserad L4 Befolkning

  1. Överför 20 gravida vuxna hermafroditer till en ny MYOB platta ympades med E. coli OP50 bakterier. Förbered flera plattor baserade på antalet maskar som behövs under analysen.
  2. Låt dem att lägga ägg under 6 timmar och sedan med hjälp av en platinatråd mask plocka bort mödrar. Kontrollera plattorna under mikroskop för att bedöma hur många ägg som.
  3. Låt äggen att kläckas och växa vid 20 ° C under 48 h. Vid denna tidpunkt, djuren befinner sig i ett sent L4 / unga vuxna stadiet. Plocka samma scen djur och överföra till PQ lösning innehållande brunnar.
    OBS: Sedan 48 timmars inkubering gäller endast mutanter som växer på liknande sätt som vildtyp djur, är det viktigt att övervaka utvecklingshastighet av nyligen testade mutanter för att säkerställa att det överensstämmer med den utvecklingstakt vildtyp, annars bör andra tidslinjer användas.
  4. Alternativt kan du använda synkroniseringsteknik. Generera synkroniserad population av L1 larver maskar använder hypokloritlösning (25 ml vatten, 125 ml 5,25% natriumhypoklorit, 50 ml 4 M NaOH, wrap flaska med aluminiumfolie för att isolera mot ljus). Men för denna analys, det är inte att rekommendera, eftersom intensiv blekning kan påverka beteendet hos djuren under analysen.
    VARNING: Hantera hypokloritlösning enligt riktlinjerna.
    OBS: När du använder RNAi att nedreglera genen av intresse, synkronisera hermafroditer som beskrivs i avsnitt 2, med undantag för överföringen av mödrar att RNAi plattor ympade med de specifika RNAi bakterier. När knockdown med RNAi är svag, är matning för flera generationer rekommenderas.

3. Utföra Oxidativ stress Resistance analys </ P>

  1. Pipettera 40 | il av 100 mM PQ-lösning (framställd färsk) till varje brunn i en 96-brunnsplatta. Använd minst 12 brunnar som replikerar varje tillstånd (behandling, mutant, etc.). Med hjälp av en platinatråd mask plocka, överföra 5-8 L4 djur till varje brunn indikerar starttid och sluttid.
  2. När du startar ett annat tillstånd, notera starttid och sluttid. Placera plattan vid 20 ° C i inkubationstiden mellan överföra maskarna och scoring döda djur en timme senare från starttiden.
  3. Med hjälp av dissekera mikroskop, räkna överlevnad varje timme. Skaka försiktigt plattan innan du börjar räkna. Ange maskar som inte rör sig, även efter observation en högintensiv ljus, som döda djur. Ange även antalet djur levande.
    OBS: Om man tittar på masken form, svansar och huvudrörelser vid hög förstoring, att avgöra döda maskar från levande.
  4. Upprepa detta steg varje timme tills de flesta maskar är döda.
<p class = "jove_title"> 4. Fastställande av Survival Andel vid varje gång Point

  1. Beräkna det totala antalet djur per betingelse genom att lägga till det totala antalet djur som överförts till varje brunn. Ignorera de djur som är skadade eller dödas vid överföring.
  2. För varje tidpunkt, beräkna det totala antalet döda djur per tillstånd (summan av döda djur i de 12 brunnarna). För varje tidpunkt, beräkna andelen dödsfall (antal döda djur dividerat med det totala antalet djur och multiplicerat med 100) och andel av överlevnad (100 minus procent död).
  3. Upprepa denna analys minst tre oberoende gånger.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Jämföra vild-typ C. elegans att flcn-1 (ok975) muterade djur

Här har vi använt 100 mM PQ för att bestämma beständigheten hos vild-typ C. elegans djur jämfört med flcn-1 (ok975) som har visat sig motstå oxidativ stress, värme, och syrebrist 23. Efter 4 timmar av behandling, 48,3% av vildtypen överlevde jämfört med 77,8% överlevnad i flcn-1 (ok975) djur. Som förväntat, flcn-1 (ok975) mutanta djur var mer resistenta mot 100 mM PQ jämfört med vildtyp (Figur 2 och Tabell 1).

Jämföra vildtyp djur som utfodrats med kontroll EV eller flcn-1 RNAi bakterier

I likhet med det resultat som presenteras i föregående avsnitt, nedreglering av flcn-1 med användning av RNAi ökade motståndet mot 100 mM PQ. Detta resultat visar att nedreglering av geners funktion med hjälp av RNAi härmar förlust av funktions m utation (figur 2 och tabell 1).

Figur 1
Figur 1. Schematisk figur av metoden för oxidativ stress motstånd bestämning i plattor med 96 brunnar i C. elegans.

Synkroniserade L4 / unga vuxna djur som odlas på MYOB plattor och utfodrats med E. coli OP50 bakterier överförs till brunnarna i en 96 brunnars mikrotiterplatta innehållande 100 mM PQ och överlevnad mäts varje timme tills ett stort antal maskar är döda. I fallet med RNAi knockdowns, används samma procedur med undantag av att de synkroniserade djuren odlas på plattor kompletterade med IPTG, och matas med E. coli HT115 bakterier som härbärgerar den plasmid som kommer knockdown målgenen vid uttryck.

filer / ftp_upload / 52746 / 52746fig2.jpg "/>
Figur 2. Förlust av FLCN-1 ökar motståndet mot oxidativ stress i C. elegans. (A - B) Procent överlevnad till 100 mM PQ av (A) vikt- och flcn-1 (ok975) muterade djur och (B) vikt- djur behandlade med kontroll eller flcn-1 RNAi.

Procent överlevnad till 100 mM PQ
1 tim Stam, RNAi Procentuell överlevnad (± SD) P-värde Antal experiment Totalt Antal maskar
vikt- 82,38 ± 1,31 0,0002 3 210
flcn-1 (ok975) 99,03 ± 1,67 3 224
vikt-; kontroll 91,70 ± 0,55 0,0462 3 202
vikt-; flcn-1 (RNAi) 95,93 ± 2,48 3 207
2 tim Stam, RNAi Procentuell överlevnad (± SD) P-värde Antal experiment Totalt Antal maskar
vikt- 72,13 ± 7,13 0,005 3 210
flcn-1 (ok975) 96,33 ± 2,28 3 224
vikt-; kontroll 80,27 ± 5,34 0,0261 3 202
vikt-; flcn-1 (RNAi) 91,23 ± 1,42 3 207
3 h Stam, RNAi Procentuell överlevnad (± SD) P-värde Antal experiment Totalt Antal maskar
vikt- 55,37 ± 4,72 0,0004 3 210
flcn-1 (ok975) 87,00 ± 1,36 3 224
vikt-; kontroll 70,77 ± 3,50 0,0027 3 202
vikt-; flcn-1 (RNAi) 87,63 ± 2,67 3 207
4 h Stam, RNAi Procentuell överlevnad (± SD) P-värde Antal experiment Totalt Antal maskar
vikt- 48,30 ± 6,39 0,002 3 210
flcn-1 (ok975) 77,80 ± 3,12 3 224
vikt-; kontroll 63,77 ± 0,66 0,0122 3 202
vikt-; flcn-1 (RNAi) 80,57 ± 6,68 3 207
5 tim Stam, RNAi Procentuell överlevnad (± SD) P-värde Antal experiment Totalt Antal maskar
vikt- 41,60 ± 8,33 0,0062 3
flcn-1 (ok975) 67,43 ± 1,42 3 224
vikt-; kontroll 60,53 ± 2,58 0,0313 3 202
vikt-; flcn-1 (RNAi) 71,53 ± 5,24 3 207
6 tim Stam, RNAi Procentuell överlevnad (± SD) P-värde Antal experiment Totalt Antal maskar
vikt- 34,86 ± 5,88 0,0021 3 210
flcn-1 (ok975) 60,34 ± 2,05 3 224
vikt-; kontroll 44,43 ± 3,93 0,0042 3 202
vikt-; flcn-1 (RNAi) 62,13 ± 3,44 3 207

Tabell 1. Sammanfattning av resultaten och statistisk analys av den oxidativa stresstålighet från figur 2.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

C. elegans är ett attraktivt modellorganism för att studera genetiskt oxidativ stress resistens in vivo eftersom den lätt kan odlas, och snabbt leder till ett stort antal genetiskt identiska avkomma. Flera metoder för att mäta oxidativ stressresistens har tidigare beskrivits, och de är baserade på komplettering av odlingsplattor med olika ROS källor såsom PQ, rotenon, H2O 2, och juglone 25,26,29-32. Här beskriver vi ett protokoll som mäter oxidativ stress motstånd i vätskan i 96 brunnar med användning av 100 mM PQ. En liknande analys har utförts vid Greer et al., 33. Denna analys skulle kunna anpassas ytterligare för att studera oxidativ stress i flytande med hjälp av andra ROS källor. Till exempel, har vi visat att förlusten av flcn-1 ökar resistens mot flera H 2 O 2-koncentrationer samt 23.

Denna analys skulle kunna vara teknisktly utmanande för vissa stammar som visar motilitet fel eller swimming-inducerad förlamning fenotyper såsom stammar som bär en mutation i dopamintransportören dat-1 34. I det här fallet, är oförmågan att flytta förvirrande eftersom det inte nödvändigtvis innebära minskad oxidativ stress motstånd utan snarare en rörlighet defekt. Dessutom bör räkning av döda djur noggrant ifylld och forskare måste uppmärksamma C. elegans beteende detaljer såsom svans rörelser, och huvudrörelser, eller till och med långsamma kroppsrörelser. Om PQ koncentrationen är för hög, och döds kinetiken för djuren är mycket snabb, skulle man kunna tänka minskning av koncentrationen av PQ för att få långsammare dödstal. Vissa djur är extremt känsliga för oxidativ stress såsom AAK-2 muterade djur 26,33,35,36 medan andra är mycket motståndskraftiga såsom daf-2 muterade djur 37. I det här fallet, att analysera överlevnad med olika concentrations av PQ vägas.

För RNAi-experiment, kan negativt resultat bero på en ineffektivitet av RNAi behandling. I detta fall, är väsentligt mätning av mRNA-nivåer för att bestämma huruvida den gen knockdown är framgångsrik.

Detta protokoll kan ytterligare anpassas för high throughput screening av oxidativ stress motstånd med hjälp av en detektor som spårar simning beteende C. elegans i flytande 38,39. Detta skulle potentiellt möjliggöra övervakning av uthållighet C. elegans och simning beteende såsom frekvensen av kroppen böja sig under oxidativ stress. Högre priser på kroppsrörelse kan tyda högre mask kondition under stress.

Vägar som leder till oxidativ stress motstånd i lägre eukaryoter är mycket konserverad över utvecklingen och är kopplade till oxidativa stressrelaterade sjukdomar och åldrande hos människor. Mitohormesis och den balanserade genen av ROS är nödvändiga för att förlänga livslängden och förbättra hälsan span. Det är dock alltför ROS mycket skadligt för celler, vävnader / organ och organismer. Att hitta vägar att om förändrad, ger en optimal ROS balans är därför viktigt och skärmar för läkemedel som modulerar motståndet mot oxidativ stress kan bidra till utvecklingen av botemedel för flera sjukdomar med den gemensamma nämnaren: oxidativ stress. Utföra dessa visningar i C. elegans är en fördelaktig snabb, billig och pålitlig metod som har stor potential och värde för förståelse och behandling av mänskliga sjukdomar kopplade till oxidativ stress.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Vi erkänner Caenorhabditis Genetics Centrum för C. elegans-stammar. Finansiering stöd tillhandahölls av Terry Fox Research Institute. Vi erkänner också stödet till EP från Rolande och Marcel Gosselin Graduate anställning och CIHR / FRSQ utbildningsstipendium inom cancerforskningen FRN53888 av McGill integrerade Cancer Research Training Program.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Agar bacteriological grade Multicell 800-010-LG
Bacteriological peptone Oxoid LP0037
Sodium chloride biotechnology grade Bioshop 7647-14-5
Cholesterol Sigma C8503-25G
UltraPure tris hydrochloride Invitrogen 15506-017
Tris aminomethane Bio Basic Canada Inc 77-86-1
IPTG Santa Cruz Biotechnology sc-202185A
Ampicillin Bioshop 69-52-3
Yeast extract Bio Basic Inc. 8013-01-2
Methyl viologen dichloride hydrate Aldrich chemistry 856177-1G
Petri dish 60 x15 mm Fisher FB0875713A
Pipet 10 ml Fisher 1367520
Potassium phosphate monobasic G-Biosciences RC-084
Magnesium sulfate heptahydrate Sigma M-5921
Sodium phosphate dibasic Bioshop 7558-79-4
Discovery v8 stereo zeiss microscope
96 well clear microtiter plate
flcn-1 RNAi source Ahringer Library

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schieber, M., Chandel, N. S. ROS function in redox signaling and oxidative stress. Curr Biol. 24, R453-R462 (2014).
  2. Alfadda, A. A., Sallam, R. M. Reactive oxygen species in health and disease. J Biomed Biotechnol. 2012, 936486 (2012).
  3. Finkel, T., Holbrook, N. J. Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing. Nature. 408, 239-247 (2000).
  4. Di Carlo, M., Giacomazza, D., Picone, P., Nuzzo, D., San Biagio, P. L. Are oxidative stress and mitochondrial dysfunction the key players in the neurodegenerative diseases. Free Radic Res. 46, 1327-1338 (2012).
  5. Gandhi, S., Abramov, A. Y. Mechanism of oxidative stress in neurodegeneration. Oxid Med Cell Longev. 2012, 428010 (2012).
  6. Trushina, E., McMurray, C. T. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction in neurodegenerative diseases. Neuroscience. 145, 1233-1248 (2007).
  7. Touyz, R. M., Briones, A. M. Reactive oxygen species and vascular biology: implications in human hypertension. Hypertens Res. 34, 5-14 (2011).
  8. Gorrini, C., Harris, I. S., Mak, T. W. Modulation of oxidative stress as an anticancer strategy. Nat Rev Drug Discov. 12, 931-947 (2013).
  9. Sosa, V., et al. Oxidative stress and cancer: an overview. Ageing research reviews. 12, 376-390 (2013).
  10. Van Raamsdonk, J. M., Hekimi, S. Reactive Oxygen Species and Aging in Caenorhabditis elegans: Causal or Casual Relationship. Antioxid Redox Signal. 13, 1911-1953 (2010).
  11. Baumeister, R., Schaffitzel, E., Hertweck, M. Endocrine signaling in Caenorhabditis elegans controls stress response and longevity. J Endocrinol. 190, 191-202 (2006).
  12. Markaki, M., Tavernarakis, N. Modeling human diseases in Caenorhabditis elegans. Biotechnol J. 5, 1261-1276 (2010).
  13. Rodriguez, M., Snoek, L. B., De Bono, M., Kammenga, J. E. Worms under stress: C. elegans stress response and its relevance to complex human disease and aging. Trends Genet. 29, 367-374 (2013).
  14. Hope, I. A. Practical approach series. , Oxford University Press. 282 (1999).
  15. C. elegans Sequencing Consortium. Genome sequence of the nematode C. elegans: a platform for investigating biology. Science. 282, 2012-2018 (1998).
  16. Ahringer, J. Turn to the worm! Current opinion in genetics & development. 7, 410-415 (1997).
  17. Wheelan, S. J., Boguski, M. S., Duret, L., Makalowski, W. Human and nematode orthologs--lessons from the analysis of 1800 human genes and the proteome of Caenorhabditis elegans. Gene. 238, 163-170 (1999).
  18. Culetto, E., Sattelle, D. B. A role for Caenorhabditis elegans in understanding the function and interactions of human disease genes. Hum Mol Genet. 9, 869-877 (2000).
  19. Fire, A., et al. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature. 391, 806-811 (1998).
  20. Lamitina, T. Functional genomic approaches in C. elegans. Methods Mol Biol. 351, 127-138 (2006).
  21. Poulin, G., Nandakumar, R., Ahringer, J. Genome-wide RNAi screens in Caenorhabditis elegans: impact on cancer research. Oncogene. 23, 8340-8345 (2004).
  22. Moreno-Arriola, E., et al. Caenorhabditis elegans: A Useful Model for Studying Metabolic Disorders in Which Oxidative Stress Is a Contributing Factor. Oxid Med Cell Longev. , 705253 (2014).
  23. Possik, E., et al. Folliculin regulates ampk-dependent autophagy and metabolic stress survival. PLoS Genet. 10, e1004273 (2014).
  24. Fukushima, T., Tanaka, K., Lim, H., Moriyama, M. Mechanism of cytotoxicity of paraquat. Environ Health Prev Med. 7, 89-94 (2002).
  25. Van Raamsdonk, J. M., Hekimi, S. Superoxide dismutase is dispensable for normal animal lifespan. Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 5785-5790 (2012).
  26. Schulz, T. J., et al. Glucose restriction extends Caenorhabditis elegans life span by inducing mitochondrial respiration and increasing oxidative stress. Cell Metab. 6, 280-293 (2007).
  27. Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77, 71-94 (1974).
  28. Timmons, L. Delivery methods for RNA interference in. C. elegans. Methods Mol Biol. 351, 119-125 (2006).
  29. Wang, B. Y., et al. Caenorhabditis elegans Eyes Absent Ortholog EYA-1 Is Required for Stress Resistance. Biochemistry (Mosc). 79, 653-662 (2014).
  30. Paz-Gomez, D., Villanueva-Chimal, E., Navarro, R. E. The DEAD Box RNA helicase VBH-1 is a new player in the stress response in C. elegans. PLoS One. 9, 97924 (2014).
  31. Ward, J. D., et al. Defects in the C. elegans acyl-CoA synthase, acs-3, and nuclear hormone receptor, nhr-25, cause sensitivity to distinct, but overlapping stresses. PLoS One. 9, 92552 (2014).
  32. Staab, T. A., Evgrafov, O., Knowles, J. A., Sieburth, D. Regulation of synaptic nlg-1/neuroligin abundance by the skn-1/Nrf stress response pathway protects against oxidative stress. PLoS Genet. 10, e1004100 (2014).
  33. Greer, E. L., et al. An AMPK-FOXO pathway mediates longevity induced by a novel method of dietary restriction in. C. elegans. Curr Biol. 17, 1646-1656 (2007).
  34. Allen, E., Walters, I. B., Hanahan, D. Brivanib, a dual FGF/VEGF inhibitor, is active both first and second line against mouse pancreatic neuroendocrine tumors developing adaptive/evasive resistance to VEGF inhibition. Clin Cancer Res. 17, 5299-5310 (2011).
  35. Apfeld, J., O'Connor, G., McDonagh, T., DiStefano, P. S., Curtis, R. The AMP-activated protein kinase AAK-2 links energy levels and insulin-like signals to lifespan in C. elegans. Genes Dev. 18, 3004-3009 (2004).
  36. Lee, H., et al. The Caenorhabditis elegans AMP-activated protein kinase AAK-2 is phosphorylated by LKB1 and is required for resistance to oxidative stress and for normal motility and foraging behavior. J Biol Chem. 283, 14988-14993 (2008).
  37. Honda, Y., Honda, S. The daf-2 gene network for longevity regulates oxidative stress resistance and Mn-superoxide dismutase gene expression in Caenorhabditis elegans. FASEB J. 13, 1385-1393 (1999).
  38. Restif, C., Metaxas, D. Tracking the swimming motions of C. elegans worms with applications in aging studies. Med Image Comput Comput Assist Interv. 11, 35-42 (2008).
  39. Buckingham, S. D., Sattelle, D. B. Fast, automated measurement of nematode swimming (thrashing) without morphometry. BMC Neurosci. 10, 84 (2009).

Tags

Cellbiologi Oxidativ stress parakvat, Reaktiva syreradikaler organism död djurmodell nematod
Mätning Oxidativ stress Resistans<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; I 96-brunnars mikrotiterplattor
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Possik, E., Pause, A. MeasuringMore

Possik, E., Pause, A. Measuring Oxidative Stress Resistance of Caenorhabditis elegans in 96-well Microtiter Plates. J. Vis. Exp. (99), e52746, doi:10.3791/52746 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter