2.14: Omurgasız Yaşam Süresi Ölçümü

Yaşam süresi belirleme deneyleri, bilim adamlarının bir organizmanın ömrü üzerindeki genetik ve çevresel etkileri incelemesine olanak tanır. Meyve sineği Drosophila melanogaster ve yuvarlak kurt Caenorhabditis elegans gibi omurgasız model organizmaların bu konuda son derece yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Bilim adamları, bu organizmalarda yaşam süresini ölçen ve manipüle eden deneyler yaparak, yaşlanma sürecini etkileyen faktörleri çözmeye başladılar.

Bu videoda, yaşam süresi ve yaşlanmanın arkasındaki bazı ilkeleri, solucan ve meyve sineğindeki yaşam süresini ölçmek için temel protokolleri ve bu deneylerin uygulanma yollarını öğreneceksiniz.

Yaşam süresini ölçmek için deneysel prosedürlere bakmadan önce, yaşam süresinin ve yaşlanmanın ne olduğunu anlamak önemlidir.

Yaşam süresi, bir organizmanın doğum ve ölüm arasında yaşadığı ve işlev gördüğü süredir. Bazı organizmalar, birçok bitki gibi, teorik olarak sonsuza kadar yaşayabilir. Bu arada, çoğu hayvan, ideal koşullarda bile doğal olarak büyümeyi durdurur ve ardından ölene kadar yaşlanır veya "yaşlanır".

Bilim adamları, organizmaların neden yaşlandığını henüz tam olarak anlamadılar. Radyasyon ve çevreden kaynaklanan kimyasal hasarlar ve kendi metabolik süreçlerimizden kaynaklanan toksik yan ürünler de dahil olmak üzere çeşitli faktörlerin yaşlanmada rol oynadığı öne sürülmüştür.

Bu faktörleri incelemek için araştırmacılar, solucanlar ve sinekler gibi omurgasız model organizmaların kısa üretim sürelerinden yararlanıyorlar ve bu da bilim adamlarının fareler gibi memeli modellerinde olduğu gibi aylar yerine günler veya haftalar boyunca birden fazla nesli gözlemlemelerine olanak tanıyor. Ayrıca, yaşlanma süreci üzerindeki etkilerini gözlemlemek için belirli genlerin kolayca açılıp kapatılmasına izin veren birçok araç ile genetik manipülasyona oldukça uygundurlar.

Artık omurgasız modellerinin yaşlanma çalışmalarına neden oldukça uygun olduğunu öğrendiğimize göre, solucanlarda yaşam süresini ölçmek için deneylerin nasıl yapıldığına bakalım. Kısaca bu deneyler, ebeveyn solucanlarının toplanmasını, soylarının yaşının senkronize edilmesini, larva solucanlarının üremeyi engellemek için bir ilaçla tedavi edilmesini ve son olarak solucanların test plakalarına aktarılmasını ve ölü veya canlı solucanların sayılmasını içerir.

Prosedürün başlangıcında, bir grup solucanı aynı anda tüm yumurtlayan yumurtalara senkronize ederek yeterli sayıda yaşa uygun hayvan elde etmek gerekir. Bunu yapmak için, ilk solucanlar yaklaşık bir hafta boyunca aynı kültür plakasında bırakılır, bu da mevcut tüm yiyecekleri tüketmelerine izin verir ve böylece açlığa neden olur. Açlıktan ölen solucan larvalarının bir kısmı, "dauer" adı verilen dayanıklı, büyümeyi durduran bir duruma girecektir. Daha sonra bu dauer larvaları taze bir tabağa taşınır. Bu besin açısından zengin ortamda, dauer larvaları yaşam döngülerine devam edecek ve üreme açısından olgun genç yetişkinler haline gelecektir.

Son olarak, iki gün sonra bu yetişkin solucanlar başka bir taze tabağa aktarılır ve 24 saate kadar yumurta bırakmalarına izin verilir. Yeterli sayıda yumurta elde edildikten sonra, yetişkinler plakadan çıkarılır ve yumurtalar 20 ° C'de kuluçkaya yatırılır. Solucanların yumurtadan çıkmasına ve L4 larva aşamasına kadar büyümesine izin vermek için 2-3 gün boyunca C.

Solucan ömrünü ölçmek için bu larvalar, yetişkin ömrünü etkilemeden solucan üremesini baskılayan FUDR ilacını içeren plakalara aktarılır. Deney boyunca, solucanların canlı mı yoksa ölü mü olduğunu belirlemek için, solucan hareketini gözlemlemek için plakaya dokunulabilir. Daha yaşlı solucanlar için, bir tepki ortaya çıkarmak için solucanın kafasını nazikçe dürtmek gerekebilir. Ölü solucanları çıkarın ve ölü ve canlı solucanların sayısını kaydedin. Aç kalmamak için hayvanlar 2-3 günde bir taze tabaklara aktarılmalıdır.

Artık size solucanlarda yaşam süresi miktarını gösterdiğimize göre, bunun meyve sineklerinde nasıl yapıldığını inceleyelim. Kısaca prosedür, dişilerin özel bir kafese yumurtlamasına izin vermeyi, yumurtaları toplamayı, larvaların sinek haline gelmesine izin vermeyi, sinekleri cinsiyete göre sıralamayı ve son olarak zamanla ortaya çıkan ölü sinekleri saymayı içerir.

Yaşa uygun sinekler elde etmek için yetişkin sinekler, maya ezmesi ile kaplanmış meyve suyu-agar plakaları içeren bir yumurta toplama kafesine yerleştirilir. Toplanan yumurtalar yıkanır, larva büyütme şişelerine yerleştirilir ve sineklerin gelişmesi için yaklaşık 10 gün kuluçkaya yatırılır. Bir günlük yetişkin sinekler daha sonra yetişkin gıda şişelerine aktarılır ve cinsel olgunluğa ulaşmaları için iki gün kuluçkaya yatırılır.

Bu sinekler daha sonra toplanır, uyuşturulur ve yaşam süresi ölçümlerini cinsiyete özgü faktörlerle karıştırmamak için erkek ve dişilere ayrılır. Daha sonra, tek cinsiyetli sinekler büyüme şişelerine yerleştirilir. Her iki günde bir, sinekler taze yiyeceklerle yeni şişelere "çevrilmelidir". Ölü sinekler, eski şişede kalanların yanı sıra yeni şişeye düşenleri de sayarak puanlanır.

Artık omurgasız modellerinde yaşam süresini ölçmek için temel protokolleri öğrendiğinize göre, bilim adamlarının bu teknikleri yaşlanma ve uzun ömür biyolojisini incelemek için nasıl uyarladıklarına bakalım.

Araştırmacılar, sıcaklık ve ilaçlar gibi farklı faktörlerin yaşam süresi üzerindeki etkilerini inceliyorlar. Bu özel çalışmada, bilim adamları, 96 oyuklu mikrotitre plakalarında sıvı ortamda solucanları kültürlediler, böylece birden fazla maddenin ve büyüme koşullarının etkileri aynı anda test edilebilir. Örneğin, solucanları 25 yaşında büyütmenin ne olduğunu buldular. 20 yerine C? C, antidepresan ilaç Mirtazepine'in yüksek konsantrasyonlarında olduğu gibi solucan ömrünü kısalttı.

Yaşam süresi tahlilleri, hayvanların hayatta kalmasını etkileyen genleri tanımlamak için RNA girişimi veya RNAi gibi tekniklerle de birleştirilebilir. RNAi, bir hedef genin ekspresyon seviyesini azaltmak veya "yıkmak" için kısa RNA'ları kullanan güçlü bir deneysel tekniktir. Burada, bilim adamları solucanları bec-1 genine karşı RNAi ile tedavi ettiler, daha sonra onları patojenik bakteri Salmonella ile enfekte ettiler ve bir hayatta kalma testi yaptılar. Bec-1'i parçalanmış solucanlar, genin normal olarak ifade edildiği solucanlara kıyasla yaşam süresinde belirgin bir azalma gösterdi.

Son olarak, farklı büyüme koşullarının hayvanların uzun ömürlülüğü üzerindeki etkisini değerlendirmek için yaşam süresi niceleme deneyleri kullanılmaktadır. Bu deneyde, bilim adamları, değişen miktarlarda bakteriyel gıda içeren bir dizi plaka üzerinde yaşa uygun solucanları kültürlediler. Kalori veya diyet kısıtlaması olarak adlandırılan bu büyüme rejiminin solucan ömrü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir.

JoVE'nin omurgasız modellerinde yaşam süresi ölçümü hakkındaki videosunu az önce izlediniz. Bu video, yaşlanma ve yaşam süresinin arkasındaki bazı ilkeleri, solucanlarda ve sineklerde yaşam süresini ölçmek için protokolleri ve yaşam süresi ölçüm deneylerinin birkaç uygulamasını tartıştı. Sonuç olarak, bu deneylerin bilim adamlarının yaşlanmayı kontrol eden faktörleri ve yolları bulmalarına yardımcı olacağı ve Alzheimer ve kardiyovasküler hastalıklar gibi yaşa bağlı hastalıkları ele almak için tedavilerin geliştirilmesine izin vereceği umulmaktadır. İzlediğiniz için teşekkürler!