Summary

Caenorhabditis Peneira: Um instrumento de baixa tecnologia e metodologia para classificação de pequenos organismos multicelulares

Published: July 04, 2018
doi:

Summary

O protocolo atual inclui uma metodologia para a classificação e a limpeza das populações de idade-combinadas de elegans de Caenorhabditis. Ele usa um simples, barato e eficiente ferramenta sob medida para obter uma grande população experimental de nematoides para pesquisa.

Abstract

Caenorhabditis elegans (C. elegans) é um organismo de bem-estabelecida modelo usado em toda uma gama de pesquisas básicas e biomédica. Dentro da comunidade de pesquisa nematoide, há uma necessidade de uma maneira acessível e eficaz para manter as populações grandes, idade-combinadas de c. elegans. Aqui, apresentamos uma metodologia para mecanicamente classificação e limpeza c. elegans. O nosso objectivo é fornecer um processo econômico, eficiente, rápido e simples para obter animais de tamanhos uniformes e estágios de vida para a sua utilização em experiências. Esta ferramenta, o crivo de Caenorhabditis , usa um sistema de tampa custom-built que tópicos para tubos comuns de laboratório cónico e classifica c. elegans com base no tamanho do corpo. Também demonstramos que a peneira Caenorhabditis efetivamente transfere animais de placa de uma cultura para outra que permite uma classificação rápida, sincronizando e limpeza sem afetar marcadores de saúde, incluindo a motilidade e stress-inducible repórteres do gene. Esta ferramenta acessível e inovadora é uma opção rápida, eficiente e não estressante para manter as populações de c. elegans .

Introduction

O verme nematoide, Caenorhabditis elegans, é um organismo modelo premier. Além da natureza simples e controlada do seu cultivo em laboratório, todo o seu genoma é sequenciado1 e o destino do desenvolvimento de cada célula é conhecido2. Devido a estas características, c. elegans é um organismo modelo amplamente usado para estudos genéticos. No entanto, juntamente com estas características benéficas vem alguns desafios para os pesquisadores. Devido ao seu tempo de geração rápida, as populações de c. elegans rapidamente podem ficar sem comida e/ou se misturam as populações com várias gerações e estádios de desenvolvimento presentes ao mesmo tempo. Assim, experimentos realizados na mídia de crescimento sólido de nematoides (NGM) exigem pesquisadores mover fisicamente os animais para placas frescas antes da fonte de alimento bacteriana esgota e desenvolvem novas larvas. Isto pode ser tedioso como uma transferência frequente dos animais é necessária para evitar as populações experimentais de tornar-se misturado com gerações de prole. Ainda, alguns experimentos requerem ambos grande número de animais e de pontos de tempo prolongado (por exemplo, extração de DNA ou RNA na idade adulta). Este compostos os desafios com precisão, mantendo uma população sincronizada e transferir um grande número de animais.

Métodos atuais de transferência de c. elegans cultivadas em NGM estão escolhendo ou lavar os animais de placa para placa; quimicamente, tratando os animais (por exemplo, com o DNA replicação inibidor fluorodeoxyuridine ou FUDR); ou usando citometria de fluxo para classificar os animais em placas multi bem. Colheita envolve o uso de uma ferramenta de mão, feito com um arame fino de platina ou um cílio, para transferir manualmente o indivíduo ou vários animais3,4. Esse método é preciso, mas requer habilidade e tempo e é uma limitação de estudos envolvendo um grande número de animais. Escolher o maio também ser fisicamente prejudiciais e estressante para os animais potencialmente sujeitando indivíduos quantias antinatural e inconsistente de perturbação e força. Lavar roupa envolve um prato de cultura com uma solução tampão de lavagem e transferir a solução com os animais através de uma pipeta Pasteur de vidro para uma nova placa de cultura. Este método é rápido e eficiente, mas não é exato, como várias gerações e estádios de desenvolvimento dos animais são transferidos em massa. Tratamentos químicos, tais como FUDR, podem ser dissolvidos na mídia cultivo para impedir a produção de descendência através de bloquear qualquer replicação do DNA e, portanto, o desenvolvimento de ovos e produção de gametas. Pouco eficaz, este método deve ser aplicado após a maturação do desenvolvimento como para não perturbar os processos do desenvolvimento normais, e isso significa que ainda há um requisito para transferir os animais antes da sua administração3. Esse método também influencia vários celulares vias de sinalização, resultando em efeitos visíveis dos animais com a idade (por exemplo, uma extensão de vida útil ou um proteostasis alterada) dependendo da cepa de c. elegans usado5, 6,7,8,9,10. Métodos de citometria de fluxo automaticamente classificar e transferir individual c. elegans de uma placa multi bem para outro11. Enquanto este método é muito eficaz e eficiente, equipamento de citometria de fluxo é proibitivamente caro e inacessível para muitos pesquisadores. Uma alternativa para transferência de animais é usar modelos mutantes que são sensível, tais como fer-15 e fem-1, que se tornam estéreis com ajuste de temperatura12de temperatura. Enquanto usar animais mutantes é útil em algumas situações, estas cepas específicas crescem mais lentamente do que os animais selvagem-tipo e eles contam com um genoma alterado, servindo como pobres representantes para vermes envelhecimento ou saudáveis. Além disso, a dependência de uma mudança de temperatura para induzir esterilidade também resulta na ausência de um ambiente estático, e mudanças de temperatura foram prontamente mostradas para influenciar o gene expressões13,14, 15. grupos de pesquisa têm publicado anteriormente técnicas descrevendo o uso de uma malha para filtrar c. elegans por tamanho16. No entanto, fomos capazes de encontrar trabalhos anteriores testes para qualquer alteração nos resultados saúde geral podem ser associados com o uso de tais filtros.

Há, assim, uma necessidade um método acessível, eficiente, rápido e preciso para transferir um grande número de animais entre placas de cultura dentro da comunidade de pesquisa de c. elegans . Nós desenvolvemos uma peça melhorada, acessível do equipamento (chamado Caenorhabditis peneira) e um protocolo associado para sua manufatura e operação que atenda às necessidades da comunidade de pesquisa de c. elegans . Aqui, partilhamos o projeto do Caenorhabditis peneira e métodos para sua utilização, e demonstramos que seu uso não afeta a saúde comum ou qualquer marcadores de estresse quando comparado a colheita manual padrão e um tratamento com o comumente usados, restrição da fertilidade química FUDR.

Protocol

1. Caenorhabditis peneira construção e uso Protocolo de construção Adquira 2 tampas de tubos de Erlenmeyer de 50 mL (figura 1A). Remover a área do centro dentro do lábio interior das tampas (quando visto de baixo, figura 1B) usando um bico de Bunsen e uma sonda de metal quente ou um ferro de solda ou pisar a broca.Nota: Usando o calor para cortar a tampa de plástico é preferível uma lâmina, …

Representative Results

A peneira de Caenorhabditis consiste de 2 tampas de rosca, protegendo uma área de malha de monofilamento de nylon tecido menor que o diâmetro do corpo da época do desenvolvimento desejado, usado para extrair ao vivo populações de organismos usando uma técnica simples lavagem. Ele atribui aos tubos cónicos padrão e usa a tela de engranzamento mecanicamente classificar animais pelo diâmetro do corpo, deixando os animais desejados no tubo pronto para mais manutenção e exp…

Discussion

Aqui, apresentamos o projeto e uso da peneira Caenorhabditis acessível, eficaz como uma ferramenta para classificação e mantendo o c. elegans. Esta ferramenta tem várias vantagens para escolher manualmente a animais individuais, lavando as populações, tratamentos químicos (por exemplo, FUDR) e métodos mais caros dos animais segregam. Primeiro, o Caenorhabditis peneira eficientemente e rapidamente (menos de 20 min) classifica a descendência de grandes populações mistas de ani…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores gostaria de agradecer a Heather Currey por sua contribuição inicial para o projeto de estudo e Dr. Swarup Mitra para sua revisão crítica do manuscrito. Também gostaríamos de agradecer o Dr. Michael B. Harris por comentários, refinamentos e assistência em produzir a demonstração desta metodologia. As cepas foram fornecidas pelo centro de genética Caenorhabditis, que é financiado pelo NIH escritório de programas de infra-estrutura de pesquisa (OD010440 P40). A pesquisa reportada nesta publicação foi apoiada pelo Instituto Nacional de General Medical Ciências, do institutos nacionais da saúde sob o prêmio números UL1GM118991, TL4GM118992 ou RL5GM118990 e por um prêmio de desenvolvimento institucional (ideia) do o Instituto Nacional de General Medical Ciências do institutos nacionais da saúde sob concessão número 5P20GM103395-15. O conteúdo é exclusivamente da responsabilidade dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial do institutos nacionais da saúde. UA é um AA/EO empregador e a instituição educacional e proíbe a discriminação ilegal contra qualquer indivíduo: www.alaska.edu/titleIXcompliance/nondiscrimination.

Materials

Safety glasses Uline S-21076 
Protective heat resistant glove Grainger Item # 3AT17 Mfr. Model # 3AT17 Catalog Page # 1703
50 mL conical tube Falcon 14-432-22
Synthetic Nylon mesh Dynamic
Aqua-Supply Ltd
NTX20 and NTX50
Cyanoacrylate glue Scotch Super Glue Liquid SAD114
Pliers Vampliers VMPVT-001-8
Dremmel tool with circular file Lowe's Item # 525945 Model # 100-LG
FUDR Sigma F0503
M9 chemicals ( NaCl, Na2HPO4, KH2PO4, MgSO4)  Sigma  S7653, RES20908-A7, 1551139, M7506
NGM plate chemicals (Bactopeptone, Agar, KH2PO4, K2HPO4, CaCl2,Cholesterol, Streptomycin) BD Biosciences (bactopeptone) , Lab express (agar), Sigma ( rest) BD bioscience 211677, Lab Express 1001,  Sigma 1551139, 1551128, C1016, C8667, S6501
Pluronic F-127 Sigma  P2443 
Paraquat dichloride hydrate Sigma 36541 
Inverted fluorescence microscope Olympus  FSX100 

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Hunter, S., Maulik, M., Scerbak, C., Vayndorf, E., Taylor, B. E. Caenorhabditis Sieve: A Low-tech Instrument and Methodology for Sorting Small Multicellular Organisms. J. Vis. Exp. (137), e58014, doi:10.3791/58014 (2018).

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