Nematod Caenorhabditis elegans (C. elegans), memeli muadilleriyle güçlü bir şekilde korunmuş genetiği nedeniyle gelişim ve davranış gibi biyolojik süreçleri incelemek için yaygın olarak kullanılan bir model organizmadır1. Araştırmacılar, deneysel koşulları standartlaştıran ve sonuçların deneysel değişkenlere daha kesin bir şekilde atfedilmesine izin veren, sıkı bir şekilde kontrol edilen bir ortamda bir nematod büyüme ortamı (NGM) plakası üzerinde C. elegans yetiştiriyorlar. Hayvan şeffaftır ve dokuların, hücrelerin ve hücre altı yapıların net bir şekilde görüntülenmesini sağlar. C. elegans küçüktür, yetişkin hayvanlar ~ 1 mm uzunluğunda ve 80 μm çapındadır, bu da görüntüleme1 için birden fazla hayvanın tek bir slayt yuvasına yerleştirilmesine izin verir. Küçük boyutları, tek bir görüntünün tek tek hücreleri çözerken tüm organizmayı yakalamasına izin verir, bu da nöron liflerinin yenilenmesini görselleştirmek için çok önemlidir. Mikroskopi için bu avantajlarla sinerjik olarak, C. elegans'ın hızlı gelişimi, kalıplaşmış anatomisi ve kolay genetiği büyük ölçekli çalışmalara izin verir1.
C. elegans'taki hücrelerin görüntülenmesi için tipik prosedür onlarca yıl önce kurulmuştur ve büyük ölçüde değişmeden kalmıştır. Araştırmacılar, hücrelerinin görselleştirilmesi için hayvanları monte etmek ve hareketsiz hale getirmek için slaytlar üzerinde düz agar pedleri kullanırlar2. Pedin üstündeki bir lamel hayvanları yerinde tutar ve mikroskobun merceğini korur. Daha da önemlisi, lamel yakalanan ışığın sayısal diyaframını artıran ve görüntüleme çözünürlüğünü iyileştiren yüksek bir kırılma indisine sahiptir. Ek olarak, lamel ışık iletimindeki bozulmayı azaltır. Böylece, bir lamel hedef hücrelerin ve yapıların görselleştirilmesini iyileştirir.
Bununla birlikte, bir lamel ile kullanıldığında, düz agar pedleri genellikle hayvan yönünü kısıtlar. C. elegans dorsal-ventral (DV) yönleri boyunca bükülür, böylece düz bir agar pedi üzerinde yanal bir yönelim benimserler. Bununla birlikte, hareketsiz hale getirme, düzleştirme ve DV oryantasyonuna önceden döndürdükten sonra bile, lamel yerleştirme neredeyse tüm hayvanları yanal bir görünüme döndürür (Şekil 1). Bu yeniden yönlendirmenin, lamel çıkıntılı C. elegans vulvasını yana doğru ittiği için gerçekleştiğine inanıyoruz. Vulvası olmayan genç hayvanlar daha rastgele yönlendirilir. Oryantasyon üzerindeki bu sınırlı kontrol, en az iki nedenden dolayı sorunludur. Birincisi, iki yapının tek bir görüş alanına (örneğin, iki taraflı) yerleştirilmesine izin vermeyebilir, bu da karşılaştırmalarını zorlaştırır. İkinci olarak, yönün ayarlanması görüntüleme kalitesini optimize etmek için önemlidir, çünkü ilgilenilen yapılar genellikle hedefe yakın olduklarında en iyi şekilde görüntülenir. Bunun nedeni, objektiflerin numune içinde sınırlı bir derinliği (yani çalışma mesafesini) görüntülemesi ve daha derin konumlardan gelen ışığın daha fazla saçılma ve emilim yaşamasıdır.
C. elegans için, oryantasyon üzerindeki sınırlı kontrol genellikle yaşlı hayvanlarda daha ciddidir. L1 ila L4 yaş hayvanlarının çapı daha küçüktür ve bu da solucanın daha yüksek bir kısmını görüntülenebilir hale getirir. Bu larvalar ayrıca daha az pigmentasyona sahiptir, bu da görünür ışığın emiliminin azalmasına ve fotonların saçılmasına neden olur, bu da görüntü netliğini ve çözünürlüğünü artırır. Tersine, yetişkin hayvanlar daha büyük bir çapa ve daha fazla pigmentasyona sahiptir, bu da lamel ilk oryantasyonu etkilediği için daha derin z-düzlemlerinde görüntüleme için zorluklar oluşturur.
2008 yılında, hayvanların oryantasyonunu koruyarak bu zorlukların üstesinden gelmek için kanallı agar pedleri kullanan bir strateji başlattık 3,4. Aşağıda açıklandığı gibi, kullanıcılar anatomik yer işaretlerini not ederek kanallardaki hareketsiz hayvanları istenen bir yöne döndürürler. Kanallar, hayvanları yükseltilmiş agar yüzeyleri arasındaki çukurlarda tutar, lamel yerleştirme sırasında hayvan üzerindeki kuvveti en aza indirir ve hayvanın dönüşünü ortadan kaldırır. Kanallı pedlerin ve ortak düz pedlerin imalatı hemen hemen aynı prosedürü takip ettiğinden ve aynı zamanı gerektirdiğinden, tekniğimiz oldukça erişilebilirdir. Birçok laboratuvar, anatomik özellikleri incelemek, gelişimi gözlemlemek ve davranışanöronal katkıları analiz etmek için C. elegans'ı hareketsiz hale getirmek için tekniğimizi kullanır 5,6,7,8. Aşağıdaki bölüm, sıcak bir bıçak kullanılarak dörde bölünmüş bir vinil plaktan başlayarak kanallı agar yapmak için tüm süreci açıklamaktadır. İlk olarak, kanallı agar dökmek için kullanılan polidimetilsiloksan (PDMS) kalıbının imalatını açıklıyoruz. Ardından, kanallı agarın adım adım nasıl üretileceğini gösteriyoruz. Tüm prosedürün uzmanlık olmadan 3 saat sürmesi bekleniyor. PDMS üretim prosedürünü takiben, kalıpla yapılan pedlerin yapımı tipik agar pedleri ile aynı süreyi alacaktır (birkaç dakika).