-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

TR

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

tr_TR

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Behavior
Bakteriyel Klerensi Ölçerek Caenorhabditis elegans'ta Gıda Alımının Ölçülmesi

Research Article

Bakteriyel Klerensi Ölçerek Caenorhabditis elegans'ta Gıda Alımının Ölçülmesi

DOI: 10.3791/66422

February 23, 2024

Christina Clark*1,2,3, Alan To*1,2,3, Michael Petrascheck1,2,3

1Department of Molecular and Cellular Biology,The Scripps Research Institute, 2Department of Molecular Medicine,The Scripps Research Institute, 3Department of Neuroscience,The Scripps Research Institute

Cite Watch Download PDF Download Material list
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

In This Article

Summary Abstract Introduction Protocol Representative Results Discussion Disclosures Acknowledgements Materials References Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Retraction Notice

The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice

Summary

Bu protokol, sıvı kültürdeki bakterilerin klirensinin ölçülmesine dayalı olarak Caenorhabditis elegans besleme hızını ölçmek için bir testi tanımlar.

Abstract

Beslenme, bir organizmanın büyümesi, üremesi ve hayatta kalması için gerekli bir biyolojik süreçtir. Bu test, yaşlanma veya metabolizmanın genetiğini incelerken önemli bir parametre olan Caenorhabditis elegans'ın (C. elegans) gıda alımını ölçmeyi amaçlamaktadır. Çoğu türde beslenme, sağlanan besin miktarı ile belirli bir zaman aralığından sonra kalan miktar arasındaki farkın ölçülmesiyle belirlenir. Burada sunulan yöntem, C. elegans'ın beslenmesini belirlemek için aynı stratejiyi kullanır. C. elegans'ın besin kaynağı olan bakteri miktarını 72 saat içinde temizler. Bu yöntem, 96 oyuklu mikrotitre plakaları kullanır ve yüzlerce ilacın, diğer hayvan modellerinde mümkün olmayan bir hız ve derinlikte gıda alımını modüle etme yetenekleri açısından taranmasına izin vermiştir. Bu tahlilin gücü, beslenme ve yaşam süresinin aynı anda ölçülmesine izin vermesi ve gıdanın yok oluşunu doğrudan ölçmesi ve bu nedenle, diğer organizmalar için kullanılan aynı ilkelere dayanması ve türden türe karşılaştırmayı kolaylaştırmasıdır.

Introduction

Caenorhabditis elegans, yaşlanma araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.  Diyet kısıtlaması, azalmış mitokondriyal aktivite veya azalmış insülin sinyalizasyonunun neden olduğu metabolizma aracılı uzun ömürlülüğün altında yatan genetiği incelemek için güçlü bir model olmuştur. 1,2,3,4,5,6,7. Bununla birlikte, hayvanın küçük boyutu nedeniyle C. elegans için uzun ömürlülük bağlamında beslenmenin ölçülmesinin zor olduğu kanıtlanmıştır 3,8,9,10,11,12,13,14,15.

Beslenme, hayatta kalmak için gerekli olan temel bir biyolojik davranıştır ve sıkı düzenlemesi, metabolik sağlığın, üremenin ve yaşlanmanın sürdürülmesinin merkezinde yer alır. Beslenme davranışı, hem sinir sisteminde hem de çevrede çoklu sinyal yolları tarafından kontrol edilir ve bu nedenle yalnızca in vivo olarak incelenebilir 16,17,18,19. Beslenme, üç sütundan ilkini temsil eder: (i) enerji alımı, (ii) enerji depolama ve (iii) bir organizmanın enerji homeostazını yöneten enerji harcaması. C. elegans'ta beslenme, esas olarak, farenksin kasılma hızı ile tanımlandığı gibi, faringeal pompalamanın ölçülmesiyle araştırılmıştır. Bu yaklaşım, C. elegans'ın beslenme davranışı 3,4,8,12,13,20,21; Bununla birlikte, özellikle kısa dakika aralıklarında ölçülen faringeal pompalama, mutlaka gıda alımı ile ilişkili değildir.

Gıda alımı sadece faringeal pompalama hızı ile değil, aynı zamanda beslenme nöbetlerinin süresi ve sıklığı ve gıda bakterilerinin yoğunluğu gibi parametreler tarafından da belirlenir. Bir hayvan çok yüksek bir faringeal pompalamaya sahip olabilir, ancak beslenme nöbetlerinin uzunluğu daha kısa olabilir ve bu da artan oranı dengeler. Diğer bir kafa karıştırıcı faktör, pompalamanın bakterileri yutabileceği veya yutamayacağı veya öğütemeyeceği verimliliktir. Gıda alımının faringeal pompalamadan ayrılmasının aşırı bir örneği, herhangi bir gıda (bakteri) bulunmadan serotonin ilavesidir. Eksojen serotonin varlığında, hayvanlar yüksek oranda pompalanır, ancak bakteri olmadan, yüksek pompalama hızı gıda alımına yol açmaz 2,6,13,22,23.

Burada sunulan bakteri temizleme yöntemi, zaman içinde bakteri konsantrasyonlarının azalması olarak tek tek kuyucuklardaki solucan popülasyonlarının gıda alımını ölçer (Şekil 1). Bu yaklaşım, gıdanın ortadan kaybolmasının gıda alımının bir ölçüsünü temsil ettiği diğer türlerde kullanılanlara benzer 10,11,24,25,26,27,28. Orijinal yayında, C. elegans'ı 15N izotop etiketli bakteri11 ile besleyerek gıda alımını ölçmek için bu yöntemi doğruladık. Kütle spektrometresi ile yapılan müteakip ölçümler, bakterilerin yok oluşunun ölçülmesinin, izotop etiketlemesinin oluşumu ile güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu ve bakterilerin hayvana gerçek alımını ortaya çıkardığını gösterdi11. Bu nedenle, bakteri temizleme testinin çoğu durumda gıda alımını temsil ettiğinden eminiz. Testin amacı, faringeal pompalama testinin yerini almak değil, C. elegans'ta beslenme ve metabolizmayı ve bunun yaşlanma ve uzun ömür ile nasıl ilişkili olduğunu incelemek için tahlillerin araç kutusuna eklemektir.

Protocol

Figure 1
Şekil 1: Bakteriyel klirens testinin şeması. Protokolün ana bölümlerinin grafiksel taslağı (Yukarıdan aşağıya): Bakterilerin hazırlanması, solucan popülasyonunun senkronize edilmesi, 96 oyuklu plakalarda tohumlama, solucanların sterilize edilmesi, ilaç eklenmesi, 1. ve 4. günlerde OD600'ün ölçülmesi. Bu belirli adımların ayrıntılı bir açıklaması, her tasvirin solunda belirtilmiştir. Kısaltmalar: OD = optik yoğunluk; FUdR = florodeoksiüridin. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

1. Bakteri hazırlama

NOT: Bu bölüm, bu tahlilde kullanılan besleme bakterilerinin hazırlanmasını detaylandırır. Testte kullanılan spesifik E. coli suşu OP50 olarak adlandırılır. OP50, C. elegans'ı beslemek için en yaygın kullanılan türdür. Kullanılan OP50 suşu, solucan kültürünün diğer bakterilerle çapraz kontaminasyonunu önleyen Karbenisilin/Ampisilin'e dirençlidir9.

  1. OP50'yi 4-5 gün önceden hazırlayın ve kullanımdan bir gün önce röntgen ışınlayın. OP50 ile karşılaşan tüm malzemelerin steril olduğundan emin olun29,30.
  2. Gün -8: Çarşamba (1. hafta):
    1. 5 mL LB'yi 100 μg/mL Ampisilin ve 0.1 μg/mL Amfoterisin B ve tek bir OP50 kolonisi ile aşılayarak preinokülumu hazırlayın ve bir bakteri çalkalayıcıda 37 ° C'de yaklaşık 6 saat inkübe edin. Kültürün bulanıklaşması için yeterli büyümeye izin vermek için erken aşılayın.
    2. Kültür bulanıklaştığında, OP50'nin preinokülum kültürünü 100 μg / mL Ampisilin içeren 250 mL TB içinde 1: 2.000 oranında seyreltin. Kültürü gece boyunca bir bakteri çalkalayıcıda 37 ° C'de 17-19 saat inkübe edin.
      NOT: Kültürün 19 saatten daha uzun süre büyümesine izin verilmemelidir.
  3. Gün -7: Perşembe (1. hafta)
    1. 17-19 saatlik inkübasyondan sonra, OP50 sıvı kültürünü steril bir santrifüj tüpüne aktarın ve 4 ° C'de bir masa üstü santrifüjde 3.100 × g'da 15 dakika santrifüjleyin.
    2. Süpernatanı atın, OP50 peletini steril suyla yeniden süspanse edin ve yeniden santrifüjleyin. Bu yıkamayı 2 kez tekrarlayın.
    3. İkinci yıkamadan sonra, süpernatanı atın, OP50 peletini steril suda 50 mL'lik bir hacme kadar yeniden süspanse edin ve önceden tartılmış 50 mL'lik bir konik tüpe aktarın. OP50'yi 4 °C'de bir masa üstü santrifüjde 3.100 × g'da 20 dakika santrifüjleyerek peletleyin.
    4. Üçüncü yıkamadan sonra, kalan tüm süpernatanı dikkatlice çıkarın ve tüpte su kalmadığından emin olun. Boş santrifüj tüpünün ağırlığını pelet ile santrifüjleme tüpünün ağırlığından çıkararak peletin ağırlığını hesaplayın.
      NOT: Pelet ağırlıkları tipik olarak 3-3,5 g arasında değişir.
    5. OP50 peletini S-tam tampon içinde 100 mg / mL'lik bir konsantrasyona iyice yeniden süspanse edin ve topak olmadığından emin olun.
    6. 100 mg / mL'deki OP50 konsantrasyonunun 2 × 1010 bakteri / mL'ye karşılık geldiğinden emin olun. Optik yoğunluk ile mL başına bakteri sayısı arasındaki ilişki biliniyorsa, mL başına bakteri konsantrasyonunu spektrofotometrik olarak belirleyin. Gerekirse, OP50 besleme çözeltisinin konsantrasyonunu 2 × 1010 bakteri / mL'ye ayarlamak için S-tam tampon kullanın.
    7. Kontamine olup olmadığını belirlemek için OP50'yi bir agar plakası üzerinde test edin.
    8. OP50'yi 4 °C'de S-tam tamponda asılı olarak saklayın.

  1. Gün -3: Pazartesi (2. hafta)
    1. Test sırasında bakteri üremesini önlemek için bakterileri X-ışını ışınlaması yoluyla öldürün.

2. Senkron solucan kültürü hazırlama

NOT: Bu bölümde, senkron bir solucan popülasyonunun hazırlanması anlatılmaktadır. Solucan popülasyonları ile temas eden tüm materyaller sterildir. Aksi belirtilmedikçe tüm plakalar 20 °C'de tutulur.

  1. Gün -6: Cuma (1. hafta), 16:00
    1. Hayvanları taze bir tabağa aktarın.
      1. Solucan popülasyonunun çoğunun aç L1 larvalarından oluştuğu bir NGM plakası alın.
        NOT: Karışık bir popülasyon da sonuç verecektir. Uzun süre aç bırakılan L1 solucanlarının kullanılması, mevcut veya gelecek nesillerdeki beslenme davranışını etkileyebilir, çünkü açlık en az üç nesil boyunca epigenetik izler bırakabilir.
      2. Solucanları 1 mL'den fazla steril su ile yıkayın. Yıkanmış solucan popülasyonunun ~ 300 μL'sini konsantre OP50 (~ 300 mg / mL) ile tohumlanmış NGM plakalarına alıkoyun. Plakaların bir plaka kurutucu veya bir Bunsen brülörü altında kurumasına izin verin. Plakaları 20 ° C'de, popülasyonun çoğu gravid yetişkinleri içerene kadar (Pazartesi) kuluçkaya yatırın.
        NOT: Bu zaman dilimi, vahşi tip bir N2 solucan popülasyonu için optimize edilmiştir ve suştan türe değişebilir. Gelişme gecikmeleri olan solucanlar dikkate alınmalı ve daha erken parçalanmalı ve/veya daha erken tohumlanmalıdır, böylece test edilen tüm suşlar aynı anda yetişkinliğe ulaşacaktır.
  2. Gün -3: Pazartesi (2. hafta) 10:00
    1. Eşzamanlı bir popülasyon oluşturma
      DİKKAT! Çamaşır suyu cilt ve gözler için aşındırıcıdır. Kullanımı eldiven ve koruyucu gözlük gerektirir.
      1. Solucanları plakadan 10 mL'ye kadar steril su ile yıkayarak toplayın. Bu solucan / su çözeltisini 15 mL'lik konik bir tüpe aktarın.
      2. Solucanları yaklaşık 4 dakika boyunca tezgah üstünde yerçekimi lavabosu ile yıkayın (tersine, 310 × g'da bir masa üstü santrifüjde 2 dakika santrifüjle yıkayın.
      3. Süpernatanı küçük bir uç kullanarak aspirasyon yoluyla atın ve 15 mL'ye kadar steril su ekleyin. 3x tekrarlayın.
      4. Süpernatanı çıkarın ve 5 mL taze hazırlanmış çamaşır suyu / NaOH çözeltisi (1.8 mL ev tipi çamaşır suyu, 0.5 mL 10 N NaOH, 7.7 mL dH2O) ekleyin.
      5. Oda sıcaklığında veya solucanlar açılana kadar 5 dakika inkübe edin. En az 10 saniye boyunca her dakika nazikçe girdap yapın. Diseksiyon mikroskobu altında ilerlemeyi izleyin.
        NOT: Solucanları kırmak için gereken süre suştan suşa değişebilir. Solucanları çamaşır suyu solüsyonunda çok uzun süre bırakmak, cansız yumurtalara neden olabilir.
      6. Tüm yetişkinler açıldığında veya çözündüğünde (son hacim 15 mL olacak) reaksiyonu nötralize etmek için M9 tamponu ekleyin ve 1.300 × g'da 2 dakika santrifüjleyin.
      7. Yumurtaları 3 kez 13 mL M9 tamponu ile yıkayın.
      8. Yumurtaları 1.300 × g'da 2 dakika santrifüj ederek 10 mL S-tam tampon ile bir kez yıkayın.
      9. Süpernatanı aspire edin, 10 mL S-complete ekleyin ve süspansiyonu 15 mL'lik yeni bir konik tüpe aktarın. Tüpü gece boyunca bir nutatör veya benzeri bir cihaz üzerinde oda sıcaklığında yavaşça döndürün.
      10. İsteğe bağlı: S-tam tamponda son santrifüjlemeden sonra yetişkin karkaslar mevcutsa, solucan çözeltisini 40 μm'lik bir hücre süzgecinden süzün.
  3. Gün -2: Salı (2. hafta), 13:00
    1. Hayvanları tabaklara tohumlamak
      1. Bir diseksiyon kapsamı kullanarak, solucanların yumurtadan çıkıp çıkmadığını kontrol edin. Bir diseksiyon kapsamı kullanarak solucan popülasyonunu 10 μL'lik damlalar halinde sayarak S-tam tamponundaki solucan konsantrasyonunu belirleyin; Her numune için 5-10 damla sayın. Her 10 μL'lik damladaki solucan konsantrasyonu damla başına 30 solucanı aşarsa, saymayı kolaylaştırmak için toplam stoğu S-complete ile damla başına daha düşük bir solucan yoğunluğuna seyreltin.
      2. Sıvı solucan karışımını, 120 μL'lik bir hacimde 96 oyuklu bir plakanın her bir oyuğuna aşağıdaki gibi tohumlayın (nihai konsantrasyonlar): S-tam içinde 60 solucan / mL, 50 μg / mL Karbenisilin, 0.1 μg / mL Amfoterisin ve 6 mg / mL OP50 bölüm 1'de hazırlanan.
        NOT: Hazırlanacak toplam hacim plaka sayısına bağlıdır (96 oyuklu plaka başına ~ 12 mL). Her oyukta 6-12 solucan bulunmalıdır. Alternatif olarak, Union Biometrica'nın COPAS FP'si gibi büyük bir partikül akış sitometrisi, her bir kuyucuğa 10 solucanı hassas bir şekilde ayırmak için kullanılabilir (Bkz. kalabalık etkisi bölümü).
      3. Ayrıca solucan içermeyen bir sıvı karışımı da içerir: 50 μg/mL Karbenisilin, 0.1 μg/mL Amfoterisin ve 6 mg/mL OP50 bölüm 1'de hazırlanır.
      4. Daha önce de belirtildiği gibi, kendi kendine değerlerini belirlemek için kullanılan 96 oyuklu plakanın H sırasına 120 μL solucansız karışım koyun. AG sıralarında solucanlar ile karışımın oyuğuna 120 μL koyun.
        NOT: Pipetleme sırasında solucanların süspansiyon halinde tutulduğundan emin olun (bkz. Şekil 2A, B). Düz tabanlı şeffaf 96 oyuklu plakalar kullanıyoruz. Plaka düzenimiz, her bir sütun çiftinin farklı bir ilaç tedavisi veya solucan suşu olacağı ve alt sıranın "solucan yok" kontrolü olarak hizmet edeceği 4 veya 6 koşul üretmek için plakayı böler (Şekil 2A, B).
      5. Kirlenmeyi ve buharlaşmayı önlemek için plakayı bir bant kapatıcı ile kapatın. Plakaları, hayvanlar L4 solucanı haline gelene kadar 20 ° C'de yaklaşık 65 saat kuluçkaya yatırın.
  4. 0. Gün: Perşembe (2. hafta) öğleden önce.
    1. Florodeoksiüridin (FUdR) ilavesiyle solucan popülasyonunun sterilizasyonu.
      1. Her oyuktaki hayvanları sterilize etmek için 30 μL 0.6 mM FUdR stok çözeltisi ekleyin. Bant kapatıcılar kullanarak plakayı yeniden kapatın ve plakaları 800 rpm'de bir mikro titre plaka çalkalayıcı üzerinde 20 dakika sallayın. Plakaları 20 °C inkübatöre geri koyun.
        NOT: Bu adımda, nihai OP50 konsantrasyonu 6 mg / mL'den 5 mg / mL'ye (1 × 109 bakteri / mL) düşürülür ve her bir kuyucuğun nihai hacmi 150 μL'dir. Hayvanlar yetişkinliğe ulaşmadan önce FUdR'yi L4 aşamasına eklemek çok önemlidir.
  5. 1. Gün: Cuma (2. hafta)
    1. Kültüre ilaç ekleyin.
      1. Sabah 9:00'a kadar, çoğu hayvanın gravid olduğunu ve her oyuğun birkaç yumurta içerdiğini onaylayın. Gerekirse, istenen konsantrasyona herhangi bir ilaç ekleyin (tartışmaya bakın).
      2. İlacı ekledikten sonra, plakaları bant kapatıcı ile kapatın ve plakaları bir plaka çalkalayıcı üzerinde 800 rpm'de 20 dakika çalkalayın.
        NOT: Çalkalama, tüm bakteri kümelerinin sızdırmazlık maddesine dokunmadan çözülmesini sağlar. Sızdırmazlık maddesi üzerindeki hem bakteri kümeleri hem de sıvı OD600 okumasını bozacaktır. Sızdırmazlık maddesinin üzerinde sıvı damlaları varsa, 310 × g'da 10-20 saniye kısaca döndürün. Çalkalayıcı üzerinde tekrar 5 dakika çalkalayın ve ölçün.
      3. Mikrotitre plaka çalkalayıcı üzerinde 20 dakika çalkaladıktan sonra, kapağı ve contayı çıkarın ve OD600'ü bir plaka okuyucuda ölçün; bu, Gün 1 OD600 ölçümüdür. Plakaları kapatın ve 20 °C'lik bir inkübatöre geri koyun.
        NOT: Bakteriler hızlı bir şekilde yerleştiğinden, okuma plakaları salladıktan sonra 10 dakika içinde yapılmalıdır.
      4. Bir ilaç eklenmişse, solucan popülasyonunu kontaminasyon veya toksisite belirtileri açısından kontrol etmek için ters çevrilmiş bir mikroskop kullanın. Plakaları 20 °C inkübatöre geri koyun.
  6. 4. Gün: Pazartesi (3. hafta)
    1. Gün 4 OD600 okumasını alın.
      1. Gün 1 OD 2.5.1.3 değerini elde etmek için 4 . günden (600 . adım) itibaren okuma prosedürünü tekrarlayın. OD600 ölçümünden önce, plakaları mikrotitre plaka çalkalayıcı üzerinde 800 rpm'de 20 dakika çalkalayın.
      2. Ters çevrilmiş bir mikroskopta, ideal olarak 2x objektifle, her bir oyuktaki solucan popülasyonunu sayın ve bir elektronik tabloya kaydedin. Plakaları saydıktan sonra 20 °C inkübatöre geri koyun.
        NOT: Ek Materyal'de sağlanan puanlama sayfamızın bir örneğine bakın.
      3. 4. Gün okumasından sonra, gıda alımı ölçümleri tamamlanır. Gerekirse, bu plakaları kullanım ömrü analizi için saklayın.
        NOT: Bu protokol Solis ve Petrascheck31 ile uyumludur.

3. Gıda alım verilerinin analizi

Figure 2
Şekil 2: Tasarım ve analiz. (A, B) H satırında "solucansız" kontrol kuyuları ile 4 ve 6 koşulları için olası plaka tasarımları. Bu kuyular kendi kendine analiz oranını belirlemek için gereklidir. Her plakada, referans olarak her zaman bir N2 işlenmemiş kontrol popülasyonu ekleyin. (C) Sağlanan elektronik tabloda solucan sayısı (yeşil kutu), 1. ve 4. günlerdeki iki OD600 ölçümü (turuncu kutular), kendi kendine analiz değerleri (mavi kutu) ve kırmızı kutuda formül (2) ((OD600 -kendi kendine analiz)/X0) kullanılarak yapılan değerlendirme ile toplanan örnek veriler. Burada gösterilen özel örnek, (B)'de gösterilen plaka tasarımını kullanır. Kısaltmalar: OD = optik yoğunluk; X0 = kuyucuk başına solucan sayısı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

NOT: Bu bölüm, bu protokolün 2. bölümündeki gıda alımı verilerinin nasıl analiz edildiğini açıklamaktadır. Hesaplanacak ilk değerler kendi kendine kontrol değerleridir. Bakteriler, solucanların yokluğunda bile zamanla sıvı içinde parçalanır. Bu selflysis değeri de birçok kimyasaldan etkilenebilir ve bir solucanın besin alımına kıyasla nispeten büyük olduğu için kontrol edilmesi gerekir. Adım 2.3.1.4'te açıklandığı ve Şekil 2A, B'deki plaka düzeninde gösterildiği gibi, H satırı solucanlar hariç aynı çözeltiyi içerir. Şekil 2B'de gösterilen plaka kurulumumuzda, iki ilgili kendi kendine kontrol kuyusu ile koşul başına 14 kuyu vardır (satır H, "solucan yok").

  1. Denklem (1) kullanarak her koşulda solucansız kontrol kuyuları için kendi kendine kontrol değerlerini hesaplayın. Her bir çoğaltma kuyusu grubu için, adım 2.3.1.4'te belirtildiği gibi en az iki solucansız kontrol kuyusu olduğundan emin olun. Bir çoğaltma grubu için özanaliz değeri için tüm solucansız kontrol kuyularından gelen ortalamayı kullanın.
    Selfysis = ortalama(OD600 Gün 1 - OD600 Gün 4) (1)
    NOT: Şekil 2B'de gösterilen plaka kurulumu için, H satırındaki iki kendi kendine kontrol kuyusunun ortalamasını hesaplayarak, altı grubun her biri için bir tane olmak üzere altı özsellik değerini hesaplayacağız.
  2. Denklemi kullanarak solucan başına gıda alımını hesaplayın
    Equation 1     (2).
    NOT: Elektronik tabloda kullanılan formül (kırmızı kutu, Şekil 2C) ve X0 kuyucuk başına solucan sayısıdır.
  3. Her kuyucuk için solucan başına gıda alımı belirlendikten sonra, tüm durum için ortalamaları ve standart sapmayı hesaplayın.
    NOT: Şekil 2B'de gösterilen plaka kurulumu için, istatistiksel karşılaştırmalar için koşul başına 14 çoğaltma kuyusu yeterlidir.
  4. Her koşulu ilgili N2 işlenmemiş kontrol popülasyonuna normalleştirin. Beslemedeki değişikliği kat değişikliği veya N2 beslemesinin yüzdesi olarak belirtin.
    NOT: Denklem (2)'deki OD600/X0'ın mutlak değerleri farklı günlerde yapılan deneyler arasında farklılık gösterebileceğinden normalleştirme yapılır.

Representative Results

Figure 3
Şekil 3: Temsili veriler. (A) Grafik, serotonin konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak gıda alımındaki kıvrım değişiminin doz-yanıt eğrilerini göstermektedir. Tüm veriler, N2 bazal beslenmeye normalize edilmiş uyarılmamış bazal gıda alımını göstermektedir. Daf-16 (mu86) hayvanlarının, serotonin eklenmediğinde vahşi tip N2'den daha fazla yediğini, ancak beslenmeyi kontrol etme yeteneklerinde körelmiş bir aralık gösterdiğini unutmayın. (B) Grafik, 50 μM antipsikotik Loxapine ile tedavi edilen ancak X-ışınları, γ-ışınları veya paraformaldehit tarafından öldürülen bakterilerle beslenen solucanların gıda alımındaki kıvrım değişiminin bir keman grafiğini göstermektedir (C) Grafik, x ekseninde belirtilen genotipleri ile farklı mutantların gıda alımındaki kıvrım değişiminin bir keman grafiğini göstermektedir. Bu veriler, exc-4 ve cgr-1 mutantlarının daha az yediğini, srp-6 mutantlarının ise daha fazla yediğini göstermektedir. Yıldız işaretleri, ANOVA ve Brown-Forsythe-Welch tarafından belirlendiği üzere ** p < 0.001, ****p < 0.0001'i temsil eder, çoklu hipotez testini hesaba katmak için post-hoc düzeltilmiştir. Hata Çubukları ±S.E.M. gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 1, bu protokolün genel iş akışını vurgulamaktadır. Bakterilerin yapımından 1. ve 4. günlerde OD600 okumasının elde edilmesine kadar tüm süreci göstermektedir. Ek olarak, infografik, kullanılan yöntemlerin belirli adımlarına atıfta bulunur. Şekil 2A, B, tartışma bölümünde açıklanan kendi kendine analiz oranlarını hesaplamak için gerekli olan H sırasındaki "solucansız" kontrol kuyuları da dahil olmak üzere iki olası deneysel plaka düzenini göstermektedir. Laboratuvarımızın deneyimlerine göre, deneyler arasında gözlemlenen solucanların bakteri alımının değişkenliğini hesaba katmak için tedavi edilmemiş N2 kontrolünün koşullarından biri için gereklidir (tartışmaya bakınız: Planlama [N2 referans popülasyonu]).

Şekil 2C, bu protokolde oluşturulan verileri analiz etmek için kullanılan elektronik tablonun bir örneğidir. Yeşil renkte solucan sayısını, mavi renkte bencillik , turuncu renkte 1. gün OD600 ve 4. gün OD600'ü ve kırmızı renkte solucan başına gıda alımını vurgular. Ek olarak, her kuyucuk suş, ilaç, konsantrasyon, deney tarihi ve eklenen diğer tedaviler için izlenir. Kullanılan spesifik denklemler hakkında daha fazla bilgi protokol bölüm 3'te bulunabilir. Genel olarak, bu elektronik tablolar (Ek Materyaller olarak sağlanan şablon), bu protokolün verimli bir şekilde veri toplanmasını ve analiz edilmesini sağlar.

Şekil 3A , bu protokolü kullanarak serotoninin N2 ve daf-16 mutantlarında beslenmeyi nasıl modüle ettiğine dair bir doz-yanıt eğrisi için temsili sonuçları göstermektedir. Bu deneyde, bazal gıda alımından (eğrideki ilk nokta) kat değişimi, artan beş serotonin dozu boyunca hesaplandı. Bu sonuçların vurguladığı gibi, N2 suşu doza bağlı bir şekilde aşırı yemek yiyebilir. Bununla birlikte, daf-16 (mu86) mutantı için, bazal besleme N2'den daha yüksek olmasına rağmen, mutant, N2 suşu ile aynı doza bağlı şekilde serotonine yanıt veremez. Bu protokol, doz-yanıt eğrileri oluşturmak için serotonin konsantrasyonunun değişken faktör olduğu iki suş arasındaki beslenme davranışını belirlememizi sağlar. Şekil 3B , antipsikotik Loxapine ile tedavi edilen ancak X-ışınları, γ-ışınları veya paraformaldehit tarafından öldürülen bakterilerle beslenen solucanların gıda alımını göstermektedir. Bu deneylerin paralel olarak yürütülmediğini ve farklılıkların bakterileri öldürmek için farklı yöntemleri temsil etmediğini, ancak deneyler arası değişkenlikten kaynaklandığını unutmayın. Şekil 3C , bir dizi genetik suşun gıda alımını göstermektedir, iki suş bir azalma ve bir suş N2'ye göre beslenme davranışında bir artış göstermektedir. Protokolün bu uygulaması, bir ilacın farklı genetik arka planlarda bir konsantrasyonda test edilmesini sağlar. Aynı ilaç verildiğinde vahşi tip N2 kontrollerinden farklı bir gıda alımı yanıtı gösteren genetik geçmişleri tanımlamak için uygundur. Aynı tabak kurulumunda gıda alımını ve kullanım ömrünü hızlı bir şekilde taramak için kullanım ömrü protokolümüzle eşleştirilebilir31.

Ek Materyal: Şekil 2C'de gösterilen elektronik tablo şablonları. Bu materyalleri indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Disclosures

Bu protokol, sıvı kültürdeki bakterilerin klirensinin ölçülmesine dayalı olarak Caenorhabditis elegans besleme hızını ölçmek için bir testi tanımlar.

Acknowledgements

Xiaolan Ye'ye teşekkür etmek istiyoruz, çünkü bu protokol başlangıçta yaptığı bir gözlem sonucunda geliştirildi. Petrascheck Lab'ın tüm geçmiş ve şimdiki üyelerine bu protokolün geliştirilmesi ve optimizasyonuna yardımcı oldukları için teşekkür ederiz. Bu çalışma R21 AG080376 (MP'ye) tarafından finanse edildi. Bazı suşlar, NIH Araştırma Altyapısı Programları Ofisi (P40 OD010440) tarafından finanse edilen CGC tarafından sağlandı.

Materials

Amfoterisin BRPIA40030-0.1çözücü: EtOH
AmpisilinFisher BilimselBP176025çözücü: su
Bacto PeptonBD Biyolojik Bilimler211677NGM plakaları yapmak için kullanın
KarbenisilinFisher Bilimsel46-100-RGçözücü: su
Hücre süzgeciFisher Bilimsel2236354740 &mikro; Yetişkinleri kaldırmak için m
Kolesterol MP Biyomedikal02101380-CF5 mg/mL stok
Difco, Agar, BakteriyolojikBD Biyolojik Bilimler214510NGM plakaları yapmak için kullanın
FlorodeoksiüridinSigma AldrichF0503 SerisiL4'teki solucanları sterilize etmek için
Luria SuyuRPIL24045-1000.0açık kapsül, 1 L su ile karıştırın, otoklavlayın
M9 Tampon Laboratuvar HazırlığıOda sıcaklığında steril koşullarda saklayın
Hazırlamak için 1 L:
  15 g Na2HPO4*12H2O (FW: 358)
3 g KH2PO4 (FW: 136)
  5 g NaCl (FW: 58), 0,25 g MgSO4*7H2O (FW: 246)
  otoklav
Mikroplaka KapatıcıFisher Bilimsel236707
OP50Caenorhabditis Genetik Merkezi
Tabak 96-kuyu Doğan351172
Plaka okuyucuÇay30016056600 nm filtre lensi kullanın
Potasyum Sitrat, 1 m, pH 6Laboratuvar HazırlığıOda sıcaklığında steril koşullarda saklayın
1 L:
268,8 g Potasyum sitrat tribazik monohidrat (FW: 324)
26,3 g sitrik asit monohidrat (FW: 210)
5 M KOH
otoklav kullanarak 900 mL dH2O
pH ila 6 
Potasyum Fosfat, 1 M , pH 6 Laboratuvar HazırlığıOda sıcaklığında steril koşullarda saklayın
Hazırlamak için 1 L:
136 g KH2PO4 (FW: 136)
900 mL dH2O
  5 M KOH
otoklav kullanarak pH 6'ya
S-BazalLaboratuvar HazırlığıOda sıcaklığında steril koşullarda saklayın
Hazırlamak için 1 L:
5,9 g NaCl (FW: 58)
  50 mL 1 M potasyum fosfat (pH 6)
900 mL dH2O
ekleyin otoklav, 55 &derece; C
S-TamamlandıLaboratuvar HazırlığıOda sıcaklığında steril koşullarda saklayın
1 L:
S-bazal'a ekleyin (55 &derece; C veya RT)
  10 mL 1 M potasyum sitrat
  pH 6, 10 mL eser metal çözeltileri
  3 mL 1 M CaCl2
3 mL 1 M MgSO4
Serotonin hidroklorürTermo BilimselAAB21263095 mM'de kullanılır
Sodyum klorürSigma AldrichS7653-5KGtamponlar ve NGM plakaları yapmak için
Müthiş Et SuyuTermo BilimselJ75856-A1250 mL suda 12,5 g, otoklav
Titre plakası ÇalkalayıcıTermo Bilimsel88880023800 rpm'de çalkalanır, çalkalayıcıya bağlıdır
Trace Metals Solution Laboratuvar HazırlığıOda sıcaklığında steril koşullarda saklayın
Hazırlamak için 1 L:
1,86 g Na2EDTA (FW: 372,24)
0,69 g FeSO4*7H2O (FW: 278)
  0,20 g MnCl2*4H2O (FW: 198)
0,29 g ZnSO4*7H2O (FW: 287)
  0,016 g CuSO4 (FW: 158)
otoklav
karanlıkta kalması için alüminyum folyoya sarın

References

  1. Taormina, G., Mirisola, M. G. Calorie restriction in mammals and simple model organisms. Biomed Res Int. 2014, 308690 (2014).
  2. Cunningham, K. A., et al. Amp-activated kinase links serotonergic signaling to glutamate release for regulation of feeding behavior in C. elegans. Cell Metab. 16 (1), 113-121 (2012).
  3. You, Y. J., Kim, J., Raizen, D. M., Avery, L. Insulin, cgmp, and tgf-beta signals regulate food intake and quiescence in C. elegans: A model for satiety. Cell Metab. 7 (3), 249-257 (2008).
  4. Dorman, J. B., Albinder, B., Shroyer, T., Kenyon, C. The age-1 and daf-2 genes function in a common pathway to control the lifespan of Caenorhabditis elegans. Genetics. 141 (4), 1399-1406 (1995).
  5. Apfeld, J., Kenyon, C. Cell nonautonomy of C. elegans daf-2 function in the regulation of diapause and life span. Cell. 95 (2), 199-210 (1998).
  6. Srinivasan, S. Neuroendocrine control of lipid metabolism: Lessons from C. elegans. J Neurogenet. 34 (3-4), 482-488 (2020).
  7. Calculli, G., et al. Systemic regulation of mitochondria by germline proteostasis prevents protein aggregation in the soma of. elegans. Sci Adv. 7 (26), eabg3012 (2021).
  8. Avery, L. The genetics of feeding in Caenorhabditis elegans. Genetics. 133 (4), 897-917 (1993).
  9. Wu, Z., et al. Dietary restriction extends lifespan through metabolic regulation of innate immunity. Cell Metab. 29 (5), 1192-1205.e8 (2019).
  10. Chen, A. L., et al. Pharmacological convergence reveals a lipid pathway that regulates C. elegans lifespan. Nat Chem Biol. 15 (5), 453-462 (2019).
  11. Gomez-Amaro, R. L., et al. Measuring food intake and nutrient absorption in Caenorhabditis elegans. Genetics. 200 (2), 443-454 (2015).
  12. Mckay, J. P., Raizen, D. M., Gottschalk, A., Schafer, W. R., Avery, L. Eat-2 and eat-18 are required for nicotinic neurotransmission in the Caenorhabditis elegans pharynx. Genetics. 166 (1), 161-169 (2004).
  13. Hobson, R. J., et al. Ser-7, a Caenorhabditis elegans 5-ht7-like receptor, is essential for the 5-ht stimulation of pharyngeal pumping and egg laying. Genetics. 172 (1), 159-169 (2006).
  14. Deshpande, S. A., et al. Quantifying Drosophila food intake: Comparative analysis of current methodology. Nat Methods. 11 (5), 535-540 (2014).
  15. Webster, C. M., et al. Genome-wide rnai screen for fat regulatory genes in C. elegans identifies a proteostasis-ampk axis critical for starvation survival. Cell Rep. 20 (3), 627-640 (2017).
  16. Reis Rodrigues, P., et al. Synthetic ligands of cannabinoid receptors affect dauer formation in the nematode Caenorhabditis elegans. G3 (Bethesda). 6 (6), 1695-1705 (2016).
  17. Levichev, A., et al. The conserved endocannabinoid anandamide modulates olfactory sensitivity to induce hedonic feeding in C. elegans. Curr Biol. 33 (9), 1625-1639.e4 (2023).
  18. Wang, D., et al. Genetic behavioral screen identifies an orphan anti-opioid system. Science. 365 (6459), 1267-1273 (2019).
  19. Cheong, M. C., Artyukhin, A. B., You, Y. J., Avery, L. An opioid-like system regulating feeding behavior in C. elegans. Elife. 4, e06683 (2015).
  20. Lakowski, B., Hekimi, S. The genetics of caloric restriction in Caenorhabditis elegans. Proc Natl Acad Sci U S A. 95 (22), 13091-13096 (1998).
  21. Huang, C., Xiong, C., Kornfeld, K. Measurements of age-related changes of physiological processes that predict lifespan of Caenorhabditis elegans. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (21), 8084-8089 (2004).
  22. Witham, E., et al. C. elegans body cavity neurons are homeostatic sensors that integrate fluctuations in oxygen availability and internal nutrient reserves. Cell Rep. 14 (7), 1641-1654 (2016).
  23. Hussey, R., et al. Oxygen-sensing neurons reciprocally regulate peripheral lipid metabolism via neuropeptide signaling in Caenorhabditis elegans. PLoS Genet. 14 (3), e1007305 (2018).
  24. Zapata, R. C., et al. Adipocytes control food intake and weight regain via vacuolar-type h(+) atpase. Nat Commun. 13 (1), 5092 (2022).
  25. Clay, K. J., Yang, Y., Clark, C., Petrascheck, M. Proteostasis is differentially modulated by inhibition of translation initiation or elongation. Elife. 12, e76465 (2023).
  26. Perez-Gomez, A., et al. A phenotypic caenorhabditis elegans screen identifies a selective suppressor of antipsychotic-induced hyperphagia. Nat Commun. 9 (1), 5272 (2018).
  27. Zapata, R. C., Zhang, D., Chaudry, B., Osborn, O. Self-administration of drugs in mouse models of feeding and obesity. J Vis Exp. (172), 62775 (2021).
  28. Zapata, R. C., et al. Targeting clic1 for the treatment of obesity: A novel therapeutic strategy to reduce food intake and body weight. Mol Metab. 76, 101794 (2023).
  29. Stuhr, N. L., Curran, S. P. Bacterial diets differentially alter lifespan and healthspan trajectories in C. elegans. Commun Biol. 3 (1), 653 (2020).
  30. Stuhr, N. L., Curran, S. P. Different methods of killing bacteria diets differentially influence Caenorhabditis elegans physiology. MicroPubl Biol. 2023, (2023).
  31. Solis, G. M., Petrascheck, M. Measuring caenorhabditis elegans life span in 96 well microtiter plates. J Vis Exp. (49), (2011).
  32. Wofford, M. R., King, D. S., Harrell, T. K. Drug-induced metabolic syndrome. J Clin Hypertens (Greenwich). 8 (2), 114-119 (2006).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission

Play Video

Bakteriyel Klerensi Ölçerek <em>Caenorhabditis elegans'ta Gıda Alımının</em> Ölçülmesi
JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code