Mevcut protokol, Caenorhabditis dauer larvaları ile büyük ölçekli bir gravitaksis testi yapmak için yöntemleri özetlemektedir. Bu protokol, plaka tabanlı bir tahlille karşılaştırıldığında gravitaksis davranışının daha iyi algılanmasını sağlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Mevcut protokol, Caenorhabditis dauer larvaları ile büyük ölçekli bir gravitaksis testi yapmak için yöntemleri özetlemektedir. Bu protokol, plaka tabanlı bir tahlille karşılaştırıldığında gravitaksis davranışının daha iyi algılanmasını sağlar.
Yerçekimi hissi önemli ve nispeten az çalışılmış bir süreçtir. Yerçekimini algılamak, hayvanların çevrelerinde gezinmelerini sağlar ve hareketi kolaylaştırır. Ek olarak, memeli iç kulağında meydana gelen yerçekimi hissi, işitme ile yakından ilgilidir - bu nedenle, bu süreci anlamanın işitsel ve vestibüler araştırmalar için etkileri vardır. Gravitaksis testleri, Drosophila da dahil olmak üzere bazı model organizmalar için mevcuttur. Tek solucanlar daha önce çözeltiye yerleştikçe oryantasyon tercihleri için test edilmiştir. Bununla birlikte, Caenorhabditis gravitaksisi için güvenilir ve sağlam bir test tanımlanmamıştır. Mevcut protokol, bir seferde yüzlerce Caenorhabditis dauerini test etmek için kullanılabilecek gravitaksis tahlilleri yapmak için bir prosedürü özetlemektedir. Bu büyük ölçekli, uzun mesafeli tahlil, standart bir plaka tabanlı tahlilde gözden kaçırılabilecek fenotipleri ortaya çıkaran ayrıntılı veri toplamaya izin verir. Dikey eksen boyunca Dauer hareketi, yön yanlılığının yerçekiminden kaynaklandığından emin olmak için yatay kontrollerle karşılaştırılır. Yerçekimi tercihi daha sonra suşlar veya deneysel koşullar arasında karşılaştırılabilir. Bu yöntem, solucanlardaki gravitaksisler için moleküler, hücresel ve çevresel gereksinimleri belirleyebilir.
Dünya'nın yerçekimi çekimini algılamak, birçok organizmanın yönelimi, hareketi, koordinasyonu ve dengesi için çok önemlidir. Bununla birlikte, yerçekimi duyusunun moleküler mekanizmaları ve nörodevresi, diğer duyularla karşılaştırıldığında yeterince anlaşılmamıştır. Hayvanlarda, yerçekimi hissi, davranışı etkilemek için diğer uyaranlarla etkileşime girer ve onları geride bırakabilir. Görsel ipuçları, propriyoseptif geri bildirim ve vestibüler bilgi, bir hayvanın çevresine göre vücut farkındalığı duygusu oluşturmak için entegre edilebilir 1,2. Tersine, gravitaktik tercih, diğer uyaranların varlığında değiştirilebilir 3,4,5. Bu nedenle, gravitaktik davranış, yerçekimi hissini incelemek ve sinir sisteminin karmaşık duyusal entegrasyonunu ve karar verme sürecini anlamak için idealdir.
C. elegans, polifenik yaşam döngüsü nedeniyle gravitaksisi incelemek için özellikle yararlı bir model organizmadır. Isı, aşırı kalabalık veya yiyecek eksikliği de dahil olmak üzere gelişim sırasında stresörlere maruz kaldığında, C. elegans larvaları strese karşı oldukça dirençli olan dauer'lere dönüşür6. Dauers olarak, solucanlar, solucanların kuyruklarında "durdukları" ve kafalarını salladıkları niktasyon gibi karakteristik davranışlar sergilerler, bu da daha iyi habitatlara dağılmayı kolaylaştırabilir7. C. elegans ve C. japonica'nın gravitaksis tahlilleri, dauer larvalarının negatif gravitik olduğunu ve bu davranışın dauerlerde yetişkinlere göre daha kolay gözlendiğini göstermektedir 8,9. Gravitaksisin diğer Caenorhabditis suşlarında test edilmesi, gravitaktik davranışta doğal varyasyonları ortaya çıkarabilir.
Yerçekimi hissi mekanizmaları Euglena, Drosophila, Ciona ve gravitaksis tahlilleri3,10,11 kullanan diğer çeşitli türlerde karakterize edilmiştir. Bu arada, Caenorhabdisit'teki gravitaksis çalışmaları başlangıçta karışık sonuçlar verdi. C. elegans'ın oryantasyon tercihi üzerine yapılan bir araştırma, solucanların çözelti içinde başları aşağı doğru yönlendirildiğini ve pozitif yerçekimi tercihini düşündürdüğünü bulmuştur12. Bu arada, C. japonica dauers erken dönemde negatif gravitaktik8 olarak tanımlansa da, bu davranış sadece yakın zamanda C. elegans9'da tanımlanmıştır. Solucanlarda temsili bir gravitaksis testi geliştirmede çeşitli zorluklar ortaya çıkmaktadır. Caenorhabditis suşları agar plakalarında tutulur; Bu nedenle, davranışsal testler tipik olarak deneysel tasarımlarının bir parçası olarak agar plakalarını kullanır13,14,15. Caenorhabdisit'te bildirilen en erken gravitaksis testi, yatay kontrol plakası8'e 90 ° açıyla yan tarafında bir plaka durarak gerçekleştirildi. Bununla birlikte, gravitaksis davranışı bu koşullar altında her zaman sağlam değildir. Yetişkin solucanlar çözüm12'de oryantasyonel tercih için test edilebilirken, bu yön tercihi de bağlama bağlı olabilir ve solucanlar yüzmek yerine sürünüyorsa farklı davranışlara yol açabilir. Ek olarak, C. elegans, yerçekimine tepkilerine müdahale eden ışık ve elektromanyetik alanlar16,17 de dahil olmak üzere diğer uyaranlara duyarlıdır9. Bu nedenle, diğer çevresel değişkenlere karşı kalkan oluşturan güncellenmiş bir gravitaksis testi, bu duyusal sürecin mekanizmalarını incelemek için önemlidir.
Bu protokolde, Caenorhabditis gravitaksis'i gözlemlemek için bir tahlil tanımlanmıştır. Bu çalışmanın kurulumu kısmen nöromüsküler bütünlüğü incelemek için geliştirilen bir yönteme dayanmaktadır18,19. Dauer larvaları standart prosedürler20 kullanılarak kültürlenir ve izole edilir. Daha sonra agar ile doldurulmuş iki adet 5 mL serolojik pipetten yapılmış odalara enjekte edilirler. Bu odalar dikey veya yatay olarak yönlendirilebilir ve ışığa ve elektromanyetik alanlara karşı koruma sağlamak için 12-24 saat boyunca karanlık bir Faraday kafesine yerleştirilebilir. Her solucanın odalardaki yeri kaydedilir ve C. elegans N2 gibi bir referans suşunun dikey taksileriyle karşılaştırılır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışmada kullanılan suşlar C. elegans (N2) ve C. briggsae (AF16) 'dir (bakınız Malzeme Tablosu). Her tahlil için karışık cinsiyetli bir dauer popülasyonu kullanıldı.
1. Oda hazırlığı
2. Odaların agar ile doldurulması
3. Dauer larvalarını izole etmek
4. Odaya dauer eklenmesi
5. Tahlilin çalıştırılması ve puanlanması
NOT: Gravitaksis, davranış9'u etkileyebilecek çeşitli koşullar altında test edilebilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Türler arasında gravitaksisin karşılaştırılması
Yukarıda özetlenen prosedürü takiben, C. briggsae dauer gravitaksis, C. elegans gravitaksisi ve yatay kontrolleri ile karşılaştırılabilir. C. briggsae dauers'ın dikey dağılımı (kestane), odaların tepelerine doğru eğilir ve solucanların büyük bir yüzdesi +7'ye ulaşır (Şekil 2A). Dauerlerin odaların merkezi etrafında kabaca çan şeklinde bir eğri halinde dağıldığı yatay kontrollerle (aqua) karşılaştır...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Önceki yöntemlerle karşılaştırma
Kemotaksislerin aksine, Caenorhabditis'teki gravitaksis, geleneksel bir agar plakası deney tasarımı kullanılarak güvenilir bir şekilde gözlemlenemez. Standart bir Petri kabının çapı 150 mm'dir, bu da dauers'ın gravitaksis tercihini göstermesi için her iki yönde de sadece 75 mm ile sonuçlanır. C. elegans'ın oryantasyonel tercihi çözüm12'de test edilebilse de, solucanların birer birer analiz edilmesi gerektiğinden bu yöntem düşük...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar rakip çıkarlar olmadığını beyan ederler.
Bu araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden JHR'ye (#R01 5R01HD081266 ve #R01GM141493) yapılan araştırma hibeleri ile desteklenmiştir. Bazı suşlar, NIH Araştırma Altyapı Programları Ofisi (P40 OD010440) tarafından finanse edilen CGC tarafından sağlanmıştır. Pradeep Joshi'ye (UCSB) editoryal katkısı için teşekkür ederiz. UCSB DATALAB tarafından sağlanan istatistiksel danışmanlık.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 1 Sodyum Dodesil Sülfat çözeltisi | Stoktan %10 (a/h) DI suda SDS | ||
| 15 mL Santrifüj tüpleri | Falcon | 14-959-53A | |
| 3 mm Altıgen anahtar | Diğer benzer büyüklükteki metal aletler kullanılabilir | ||
| Normal Büyüme Ortamında (NGM) %4 Agar - 1 L | Otoklavlama öncesi: 3 g NaCl, 40 g Agar, 2.5 g Peptone, 2 g Dekstroz, 10 mL Urasil (2 mg / mL), 500 & mu; L Kolesterol (10 mg/mL), 1 mL CaCl2, 962 mL DI su; Otoklavlama sonrası: 24.5 mL Fosfat Tamponu, 1 mL 1 MgSO4 (1 M), 1 mL Streptomisin (200 mg/mL) | ||
| 5 mL Serolojik pipetler | Fisherbrand | S68228C | Polistiren, borosilikat cam değil |
| %60 Soğuk sükroz çözeltisi | DI suyunda %60 sükroz (a/h); Filtrasyon ile sterilize edin (0.45 & mu; m filtresi). 4 & derece'de tutun; C | ||
| AF16 C. briggsae veya diğer deneysel suş | CGC'den (Caenorhabditis Genetik Merkezi) temin edilebilir | ||
| Bunsen brülör | |||
| Streç | Fisherbrand | 22-305654 | |
| Klinik santrifüj | |||
| Tek kullanımlık tıraş bıçakları | Fisherbrand | 12-640 | |
| Faraday kafesi | Karton ve alüminyum folyo kullanılarak yapılabilir; 30 "U x 6" G x 26 "Y veya daha büyük | ||
| Mürekkep işaretleyiciler | Plastik üzerine işaretlemek için Sharpie veya başka bir marka | ||
| Etiketleme bandı | Carolina | 215620 | |
| M9 tampon | 22 mM KH2< / sub>PO <> sub4< / sub>, 42 mM Na2HPO<>sub4, 86 mM NaCl | ||
| N2 C. elegans suşu | CGC'den (Caenorhabditis Genetics Center) | ||
| OP50 | NGM'de %1.7 (a/h) agar (açıklamaya bakınız: NGM'de %4 agar). OP50 | ||
| Parafin filmli | Bemis | 13-374-10 | |
| Plastik kesme tahtası | |||
| Pense | |||
| Döner dikey karıştırıcı | BTLab SİSTEMLERİ | BT913 | 22 x 15 mL tüp çubuklu |
| Serolojik pipetleyici | Corning | 357469 | |
| Stereo Mikroskop | Laxco | S2103LS100 | |
| Uyarı sinyali sayacı | ULINE | H-7350 | |
| Kalın NGM/agar plaka ortamı - 1 L | NGM tarifinde %4 Agar'a bakın; 40 g Agar'ı 20 g Agar | ||
| Cımbız |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.