Name: C. elegans gen ifade seviyeleri sırasında ömrü modülasyon altında geniş menzilli diyet kısıtlama tarafından kodlanmış bilginin bir miktar (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Keşfedin gen ifade analizi yöntemleriyle C. elegans'ta diyet kısıtlamasının ömür üzerindeki etkisini. Bu hesaplamalı çerçeve, çevresel bilgiyi kodlayan genleri niceliksel olarak belirler ve sinir devrelerinin kodlama stratejilerini açıklar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Biz Bargmann ve Horvitz labs reaktifler için teşekkür ederim. Bazı suşları NIH ofisi araştırma altyapı programları (P40 OD010440) tarafından finanse edilen CGC tarafından temin edilmiştir. Biz ayrıca M. Lipovsek el yazması üzerine yorumlar için teşekkür ederiz. Bu araştırma Wellcome Trust (proje Grant 087146 Q.C. için), BBSRC (BB/H020500/1 ve 1/M00757X/BB Q.C. için), Avrupa Araştırma Konseyi (NeuroAge 242666 Q.C. için) bize ulusal sağlık Enstitüleri (R01AG035317 ve R01GM088333 H.L. için) ve ABD tarafından desteklenmiştir Ulusal Bilim Vakfı (0954578 şöyle, M.Z. için 0946809 GRFP için).

<ol><li>Gendron, C. M., Chung, B. Y., Pletcher, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+sensory+system%3A+More+than+just+a+window+to+the+external+world%5BTitle%5D)+AND+%22Commun+Integr+Biol%22%5BJournal%5D)">The sensory system: More than just a window to the external world.</a> Commun Integr Biol. 8 (2), 1017159(2015).</li>
<li>Calhoun, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+Mechanisms+for+Evaluating+Environmental+Variability+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Neural Mechanisms for Evaluating Environmental Variability in Caenorhabditis elegans.</a> Neuron. 86 (2), 428-441 (2015).</li>
<li>Fontana, L., Partridge, L., Longo, V. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extending+healthy+life+span--from+yeast+to+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Extending healthy life span--from yeast to humans.</a> Science. 328 (5976), 321-326 (2010).</li>
<li>Cho, Y., Zhao, C. L., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+high-throughput+and+functional+neuroimaging+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley+Interdiscip+Rev+Syst+Biol+Med%22%5BJournal%5D)">Trends in high-throughput and functional neuroimaging in Caenorhabditis elegans.</a> Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 5, 01376(2017).</li>
<li>Ching, T. -T., Hsu, A. -L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solid+plate-based+dietary+restriction+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Solid plate-based dietary restriction in Caenorhabditis elegans.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (51), e2701(2011).</li>
<li>Greer, E. L., Brunet, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+dietary+restriction+regimens+extend+lifespan+by+both+independent+and+overlapping+genetic+pathways+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Different dietary restriction regimens extend lifespan by both independent and overlapping genetic pathways in C. elegans.</a> Aging Cell. 8 (2), 113-127 (2009).</li>
<li>Mair, W., Panowski, S. H., Shaw, R. J., Dillin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+dietary+restriction+for+genetic+epistasis+analysis+and+gene+discovery+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Optimizing dietary restriction for genetic epistasis analysis and gene discovery in C. elegans.</a> PLoS ONE. 4 (2), 4535(2009).</li>
<li>Sutphin, G. L., Kaeberlein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+Caenorhabditis+elegans.+life+span+on+solid+media%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Measuring Caenorhabditis elegans. life span on solid media.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (27), e1152(2009).</li>
<li>Ching, T. -T., Paal, A. B., Mehta, A., Zhong, L., Hsu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((-Ldrr-2+encodes+an+eIF4H+that+acts+downstream+of+TOR+in+diet-restriction-induced+longevity+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">-Ldrr-2 encodes an eIF4H that acts downstream of TOR in diet-restriction-induced longevity of C. elegans.</a> Aging Cell. 9 (4), 545-557 (2010).</li>
<li>Kaeberlein, T. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lifespan+extension+in+Caenorhabditis+elegans.+by+complete+removal+of+food%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Lifespan extension in Caenorhabditis elegans. by complete removal of food.</a> Aging Cell. 5 (6), 487-494 (2006).</li>
<li>Lee, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dietary+deprivation+extends+lifespan+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Dietary deprivation extends lifespan in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 5 (6), 515-524 (2006).</li>
<li>Entchev, E. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+gene-expression-based+neural+code+for+food+abundance+that+modulates+lifespan%5BTitle%5D)+AND+%22elife%22%5BJournal%5D)">A gene-expression-based neural code for food abundance that modulates lifespan.</a> elife. 4, 06259(2015).</li>
<li>Diana, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+control+of+encoding+strategy+in+a+food-sensing+neural+circuit%5BTitle%5D)+AND+%22elife%22%5BJournal%5D)">Genetic control of encoding strategy in a food-sensing neural circuit.</a> elife. 6, (2017).</li>
<li>Shannon, C. E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x/abstract">A Mathematical Theory of Communication.</a> Bell System Technical Journal. 27 (3), 379-423 (1948).</li>
<li>Stiernagle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maintenance+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22WormBook+%3A+the+online+review+of+C+elegans+biology%22%5BJournal%5D)">Maintenance of C. elegans.</a> WormBook : the online review of C elegans biology. , 1-11 (2006).</li>
<li>Garigan, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+analysis+of+tissue+aging+in+Caenorhabditis+elegans.%3A+a+role+for+heat-shock+factor+and+bacterial+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Genetic analysis of tissue aging in Caenorhabditis elegans.: a role for heat-shock factor and bacterial proliferation.</a> Genetics. 161 (3), 1101-1112 (2002).</li>
<li>Aitlhadj, L., Stürzenbaum, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+FUdR+can+cause+prolonged+longevity+in+mutant+nematodes%5BTitle%5D)+AND+%22Mech+Ageing+Dev%22%5BJournal%5D)">The use of FUdR can cause prolonged longevity in mutant nematodes.</a> Mech Ageing Dev. 131 (5), 364-365 (2010).</li>
<li>Anderson, E. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((C.+elegans.lifespan+extension+by+osmotic+stress+requires+FUdR%2C+base+excision+repair%2C+FOXO%2C+and+sirtuins%5BTitle%5D)+AND+%22Mech+Ageing+Dev%22%5BJournal%5D)">C. elegans.lifespan extension by osmotic stress requires FUdR, base excision repair, FOXO, and sirtuins.</a> Mech Ageing Dev. 154, 30-42 (2016).</li>
<li>Angeli, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+DNA+synthesis+inhibitor+is+protective+against+proteotoxic+stressors+via+modulation+of+fertility+pathways+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Aging%22%5BJournal%5D)">A DNA synthesis inhibitor is protective against proteotoxic stressors via modulation of fertility pathways in Caenorhabditis elegans.</a> Aging. 5 (10), Albany NY. 759-769 (2013).</li>
<li>Rooney, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+5%27-fluoro-2-deoxyuridine+on+mitochondrial+biology+in+Caenorhabditis+elegans%29%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Gerontol%22%5BJournal%5D)">Effects of 5'-fluoro-2-deoxyuridine on mitochondrial biology in Caenorhabditis elegans).</a> Exp Gerontol. 56, 69-76 (2014).</li>
<li>van Raamsdonk, J. M., Hekimi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FUdR+causes+a+twofold+increase+in+the+lifespan+of+the+mitochondrial+mutant+gas-1%5BTitle%5D)+AND+%22Mech+Ageing+Dev%22%5BJournal%5D)">FUdR causes a twofold increase in the lifespan of the mitochondrial mutant gas-1.</a> Mech Ageing Dev. 132 (10), 519-521 (2011).</li>
<li>Cheng, K. C. -C., Klancer, R., Singson, A., Seydoux, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+MBK-2%2FDYRK+by+CDK-1+and+the+pseudophosphatases+EGG-4+and+EGG-5+during+the+oocyte-to-embryo+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Regulation of MBK-2/DYRK by CDK-1 and the pseudophosphatases EGG-4 and EGG-5 during the oocyte-to-embryo transition.</a> Cell. 139 (3), 560-572 (2009).</li>
<li>Parry, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EGG-4+and+EGG-5+Link+Events+of+the+Oocyte-to-Embryo+Transition+with+Meiotic+Progression+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">EGG-4 and EGG-5 Link Events of the Oocyte-to-Embryo Transition with Meiotic Progression in C. elegans.</a> Curr Biol. 19 (20), 1752-1757 (2009).</li>
<li>Chung, K., Crane, M. M., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+on-chip+rapid+microscopy%2C+phenotyping+and+sorting+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated on-chip rapid microscopy, phenotyping and sorting of C. elegans.</a> Nat Methods. 5 (7), 637-643 (2008).</li>
<li>Crane, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autonomous+screening+of+C.+elegans.identifies+genes+implicated+in+synaptogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Autonomous screening of C. elegans.identifies genes implicated in synaptogenesis.</a> Nat Methods. 9 (10), 977-980 (2012).</li>
<li>Unger, M. A., Chou, H. P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolithic+microfabricated+valves+and+pumps+by+multilayer+soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography.</a> Science. 288 (5463), 113-116 (2000).</li>
<li>Zhan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Processing+of+Imaging+Data+through+Multi-tiered+Classification+of+Biological+Structures+Illustrated+Using+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Comput+Biol%22%5BJournal%5D)">Automated Processing of Imaging Data through Multi-tiered Classification of Biological Structures Illustrated Using Caenorhabditis elegans.</a> PLoS Comput Biol. 11 (4), 1004194(2015).</li>
<li>Duong, T. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/5143010_ks_Kernel_Density_Estimation_and_Kernel_Discriminant_Analysis_for_Multivariate_Data_in_R">Kernel density estimation and kernel discriminant analysis for multivariate data in R.</a> Journal of Statistical Software. 21 (7), URL http://www.jstatsoft.org/v21/i07 21(2007).</li>
<li>R Development Core Team. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22R%3A+A+language+and+environment+for+statistical+computing%22">R: A language and environment for statistical computing</a>. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL http://www.R-project.org (2008).</li>
<li>Cover, T. M., Thomas, J. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCover%2C+TM+%22Elements+of+information+theory%22">Elements of information theory</a>. , Wiley. (2006).</li>
<li>Tkacik, G., Walczak, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Information+transmission+in+genetic+regulatory+networks%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Condens+Matter%22%5BJournal%5D)">Information transmission in genetic regulatory networks: a review.</a> J Phys Condens Matter. 23 (15), 153102(2011).</li>
<li>Arimoto, S. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/1054753/">An Algorithm for Computing the Capacity of Arbitrary Discrete Memoryless Channels.</a> IEEE Transactions on Information Theory. 18 (1), 14-20 (1972).</li>
<li>Cheong, R., Rhee, A., Wang, C. J., Nemenman, I., Levchenko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Information+transduction+capacity+of+noisy+biochemical+signaling+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Information transduction capacity of noisy biochemical signaling networks.</a> Science. 334 (6054), 354-358 (2011).</li>
<li>Schneidman, E., Bialek, W., Berry, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synergy%2C+redundancy%2C+and+independence+in+population+codes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Synergy, redundancy, and independence in population codes.</a> J Neurosci. 23 (37), 11539-11553 (2003).</li>
<li>Lakowski, B., Hekimi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+caloric+restriction+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">The genetics of caloric restriction in Caenorhabditis elegans.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 95 (22), 13091-13096 (1998).</li>
<li>Golegaonkar, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rifampicin+reduces+advanced+glycation+end+products+and+activates+DAF-16+to+increase+lifespan+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Rifampicin reduces advanced glycation end products and activates DAF-16 to increase lifespan in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 14 (3), 463-473 (2015).</li>
<li>Houtkooper, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitonuclear+protein+imbalance+as+a+conserved+longevity+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mitonuclear protein imbalance as a conserved longevity mechanism.</a> Nature. 497 (7450), 451-457 (2013).</li>
<li>Ye, X., Linton, J. M., Schork, N. J., Buck, L. B., Petrascheck, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pharmacological+network+for+lifespan+extension+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">A pharmacological network for lifespan extension in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 13 (2), 206-215 (2014).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Burada, gıda konsantrasyonları çok daha geniş bir dizi daha önceden yayınlanmış protokollerini kapsüller diyet kısıtlaması için yeni bir yöntem mevcut. Bu yöntem iki önceden ayrı fenomen C. elegans DR literatürde görülen bağlantılar, bakteriyel yoksunluğu ve klasik diyet kısıtlaması, olmak her iki diyet etkileri sağlayan bir iletişim kuralı okudu. Yeni geniş menzilli DR paradigması kullanarak, biz tek hücre gen ekspresyonu yanıt belirli bir çevre işaret olarak incelenmesi ve nasıl bu hücre bilgi kodlar belirlenmesi için genel bir çerçeve mevcut. Bizim framework katlanacak ve nicel görüntüleme, sırasıyla gerçekleştirmek nasıl çalışılacağını deneysel iki protokol oluşur, geniş menzilli altında bu deneysel protokoller Dr verilerden sonra sağlanan hesaplama analizleri ile incelenebilir Bu çerçevede farklı gıda koşullar arasında gen ifade düzeyleri veya katlanacak değişiklikleri tarafından kodlanan bilgiler ölçmek için.
Geniş menzilli DR paradigması kullanarak ömrü deneyler altı farklı gıda düzeyleri (Tablo 1) içerir. Bu diyet yoksunluğu10,11 gibi daha az gıda düzeyleri altında uzun ömürlü inceleyerek veya yemek-2 genetik arka plan35kullanarak daha fazla emek yoğun bir yaklaşım gerektirir. Ancak, tek bir koşul altında ömrü, inceleyerek bir gen'ın rolü DR yorumlarını sınırlayabilirsiniz. Örneğin, biz son zamanlarda daf-7 mutantlar bir çift yönlü zayıflama vahşi türü hayvanlar12 ' ye (şekil 1A) göre gıda konsantrasyon için yanıt var gösterdi. Gıda yokluğunda, daf-7 mutantlar vahşi türü hayvanlar için karşılaştırıldığında onların ömrü bir kısalma görüntüler. Sadece diyet yoksunluğu olarak kabul ettiği, bu yorumlanır aslında daf-7 rolü daha karmaşık olduğunda sadece ömrü uzatma, için gerekli varlık olarak daf-7 gen. Bu nedenle, bu protokolün bir parçası, kritik sonucunu olup olmadığını bir gen ilgi kurmak için gıda bolluk içinde ömrü genel yanıt değişikliklere oransal ilgilenmektedir.
Diğer yöntemlerine göre bu iletişim kuralı bir büyük avantajı bu ömrü analiz geçiren hayvanların döl üretimde ortadan kaldırmak için yeni bir yöntem kullanıyor olması. Çoğu çalışmalar hızla çoğalmak-in onları steril işleme erişkinlerde germline etkisizleştirmek için uyuşturucu FuDR kullanın. Ancak, son yıllarda yapılan çalışmalarda FuDR tedavi çağıran ömrü17,18,19,20,21, koşul ve gen özel etkileri olabilir göstermiştir onun genel uygulanabilirliği soru. Bu protokol için bir 24 h'den döl üretim ortadan kaldırılması sağlanır muamele-in hayvan RNAi kitin yumurta kabuğu oluşumunu inhibe yumurta-5 gen hedefleme ile sonuçlanan C. elegans yumurta döllenmiş kendi Ölüm22,23. Bu yöntemin avantajı çok geç oyunculuk ve çok uzun ömürlü C. elegansiçinde büyük bir düzenleyicisidir germline engel olmasıdır.
Geniş menzilli DR Protokolü'nün bir potansiyel uyarı bakteriyel nükleer silahların yayılmasına karşı bakteriyel konsantrasyon sıkı bir denetim sağlamak için kontrol etmek için antibiyotik kullanımı üzerindeki güven var. Bakteri çoğalması solucan bağırsak içinde C. elegans16ölüm önemli bir nedeni olduğu bilinmektedir. Böylece, carbenicillin, NGM agar gibi bakteriyostatik antibiyotik kullanımı bakteri yayılmasını engeller ve antibiyotik olmayan denetimleri16için karşılaştırıldığında solucan ömrünü artırır. Antibiyotikler, Rifampisin36 ve38tetrasiklin aile37,, üyeleri gibi belirli türde bağımsız olarak bakteriyel üzerindeki etkileri C. elegans içinde ömrünü uzatmak için gösterilen nükleer silahların yayılmasına karşı. Ancak, ya carbenicillin ya da streptomisin uzun ömürlü bağımsız olarak bakteriyel yayılması üzerindeki etkileri artırabilir hiçbir kanıt literatürde.
Ömrü çevresel bilgi, gen-ifade nöronal ağlarda tarafından yönlendirilen fizyolojisine nerede iletilir karmaşık bir hesaplama çıktı olarak görüntülenebilir. Bizim iletişim kuralı nasıl belirli genler anlamak için bir metodoloji sağlar bu çevresel bilgi akışını etkiler. Bu soru adresi için güvenilir görüntü gen ifade yanıt tek hücre düzeyinde dağılımını belirlemek için işleme gerekir. Sadece gen ekspresyonu için ortalama yanıt gıda bolluk içinde değiştirir ama aynı zamanda bizim yöntem uygulanabilirliği için önemli bir gereksinimi büyük popülasyonlarda üzerinden tam istatistiksel dağıtım temsil eder tahmin edememek. Gen ifade yanıt gıda bereket için bu doğru bir açıklama bilgi kuramı uygulanması belirli nöronlar tarafından kodlanan bilgiler gibi sinirsel devre tarafından istihdam kodlama strateji ölçmek için sağlar.
Bu protokol için özetlenen yöntemleri görüntüleme ve Hesaplamalı yönlerini biyolojik bağlamlarda daha büyük bir grup için geçerlidir. Çalışmamızda, biz gıda ile ilgili küçük bir sinirsel ağ üzerinde algılama, ancak, bilgi işlem özellikleri analiz belirli hücre tipi veya belirli çevre ipuçları için sınırlı değildir duruldu. Gelecekte, bu metodolojileri potansiyel olarak daha büyük girdi değişkenlerini, fizyolojik herhangi bir çıktı etkileyen çeşitli için genişletilebilir. Bu yaklaşımların nasıl gen düzenleyici ağları kodlamak, işlem daha büyük bir anlayış için katkıda bulunmak ve bilgi iletimi.

Tüm organizmalar hissediyorum ve onların hayatta kalmasını sağlamak için ortamındaki değişiklikleri yanıt mümkün olması gerekir. Hayvanlarda, sinir sisteminin birincil dedektörü ve dönüştürücü ortamı hakkında bilgi ve fizyolojik yanıt olarak organizmanın hayatta kalma1etkileyebilecek herhangi bir değişiklik koordine eder. Gıda bereket bu sadece örneğin2yiyecek, gıda ile ilgili davranışları düzenleyen ama aynı zamanda bir hayvan uzun ömürlü etkiler de birden fazla bağlamda okudu bir çevre ipucudur. Ömrü gıda bolca değişikliklerden modülasyon diyet kısıtlaması (DR) bilinen bir olgudur ve geniş evrimsel koruma3vardır.
Yuvarlak solucanlar Caenorhabditis elegans temel biyolojik soru adresleme için güçlü modeli bir sistemdir. Bir bolluk teknikleri geliştirilmiştir gibi düzenleme teknikleri RNAi ve in vivo gen solucan genom manipülasyon için izin. Solucan ve optik onun şeffaflık küçük fiziksel boyutunu da kendilerini ödünç vivo içinde görüntüleme hem transkripsiyon ve çevirim floresan gazetecilere ve havacilik4gibi yüksek üretilen iş teknolojileri yardımcı programı. Birlikte, bu araçları nasıl sinir devreleri doğrudan hayvan davranışı incelemek için harnessed olabilir.
C. elegans bir bacterivore olduğunu ve çeşitli yöntemler bakteri konsantrasyonu5,6,7,8 manipüle ederek gıda bereket hassas kontrol için izin Yayınlandı . C. elegans araştırma topluluğu içinde DR iki farklı bağlamlarda eğitim gördü. Yanıt-e doğru diğer organizmaların gıda seviyelerinde azalan görülen değişiklikler aynalar gibi ilk 'klasik DR' olarak adlandırdığı. Daha fazla gıda6,7azalma ile bu noktaya uzun ömür azalır sonra en uygun ulaştı kadar bu bağlamda gıda bereket ad libitum seviyeleri azalan artan bir ömrü içinde sonuç, 9. Altında DR C. elegans içinde çalışılmıştır ikinci bağlamdır diyet yoksunluğu uzun ömürlü solucanların herhangi bir bakteriyel gıda kaynağı10,11tümüyle kaldırılmasını tarafından artırılır. Entchev ve ark. (2015)12, biz gösterdi bu iki farklı paradigmaların kaynaklanan DR karmaşıklığı incelenebilir aynı anda bir bağlamı altında 'geniş menzilli DR' dönem. Aşağıda verilen iletişim kuralını kullanarak, biz yeni bir sınıf gen tespit DR o uzmanlığından ömrü yanıt gıda bereket için modüle ve gıda12 (şekil 1) anlamda sinir devrelerinde katılmaktadırlar.
Bir hayvan yanıt ortamındaki değişikliklere duyu sistemi fizyolojisi için çevresel bilgi taşıma karmaşık yasal etkileşimleri bağlantı biyolojik süreçlerin bir dizi entegre. Böyle "bilgi akışı" mekanik ayrıntılarını kez bilinmeyen olmakla birlikte, genetik araçları bu karmaşık hesaplama farklı biyolojik bileşenler arasında nasıl düzenlenir içine bir fikir elde etmek için kullanılabilir. Son çalışmalarda, biz ve daf-7 tph-1 ömrü C. elegans12 gelen gıda algılamalı sinir devresi aracılığıyla gıda zenginliği hakkında çevresel bilgi iletimi katılmaktadırlar gösterdi , 13. bilgi kuramı14matematiksel çerçevesinde uygulayarak, daf-7 ve Gen ifade değişikliklerden temsil çevresel bilgi bit, açısından miktarını ölçmek başardık tph-1 farklı gıda düzeyleri arasında belirli nöronlar içinde. Bundan sonra bu sinir devre ve nasıl genetik olarak kontrol edilir tarafından istihdam kodlama strateji (Şekil 2) ortaya çıkarmak başardık.
Aşağıdaki iletişim kuralında, genler belirli nöronlarda ifade ilgi etkileri nelerdir ve nasıl onlar ömrü ortamına gıda bilgi akışı için katılın anlamak için gereken adımları özetlemektedir. Genel olarak, bizim framework iki deneysel protokol ve hesaplama iş akışı ayrılmıştır. Deneysel yönleri mutantlar var önemlidir geniş menzilli altında incelenebilir ilgi genlerin Dr Faithful transkripsiyon gazetecilere de genlerin farklı gıda düzeyde ifade düzeyini ölçmek gereklidir. Bizim yönteminde tartışılan sayısal analiz gerçekleştirmek veri kümesini ifade dağılımları anlamlı tahminleri sağlamak için yeterli boyutta olması gerekir. Biz analizleri için şablonu kaynak kodlarını sağlamasına karşın, kullanıcı dil bizim Hesaplamalı çerçeve yoğun kullanılan bilgi teorisi hakkında bilgi sahibi olmanız gerekir. Kaynak kodlarını R ve C++ yazılır. Bu nedenle, belirli bir düzeyde yeterlilik programlama da anlamlı bir şekilde uygulamak için gereklidir.

<table><tbody><tr><td>Karbenisilin di-Sodyum tuzu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C1389-5G</td><td>Antibiyotik</td></tr><tr><td>Streptomisin Sülfat tuzu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6501-50G</td><td>Antibiyotik</td></tr><tr><td>&nbsp; İzopropil &beta;-D-1-tiyokalaktopiranosit (IPTG)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I6758-10G</td><td>RNAi plakaları için indükleyici</td></tr><tr><td>Sodyum Klorür (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71380-1KG-M</td><td>S bazal ve NGM agar</td></tr><tr><td>di-Potasyum Hidrojen Fosfat(K<, sub>2HPO 4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1.05104.1000</td><td>S bazal ve NGM agar</td></tr><tr><td>Potasyum di-Hidrojen Fosfat (KH2PO4 )</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9791-1KG</td><td>S bazal ve NGM agarda kullanılır</td></tr><tr><td>Magnezyum Sülfat (MgSO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2643-1KG</td><td>NGM agarda kullanılır</td></tr><tr><td>Kalsiyum Klorür (CaCl2)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C5670-500G</td><td>NGM agarda kullanılır</td></tr><tr><td>Sodyum Hidroksit (NaOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71687-500G</td><td></td></tr><tr><td>Pluronic-F127</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2443-1KG</td><td></td></tr> ağartma için kullanılır <tr><td>Sodyum Hipoklorit (NaClO)</td> görüntülemede kullanılır<td>Sigma-Aldrich</td><td>1.05614.2500</td><td>LB Et</td></tr><tr><td>Suyu</td><td>Invitrogen</td><td>12780052</td><td>Bakteri yetiştirmek için kullanılır</td></tr><tr><td>Avannced TC 6 cm Doku Kültürü plakaları</td><td>Greiner Bio-One</td><td>628960</td><td>Ömür boyu plakalar</td></tr><tr><td>CellStar 10cm Doku Kültürü plakaları</td><td>Greiner Bio-One</td><td>664160</td><td>Görüntüleme için</td></tr><tr><td>Plakalar Düşük Tutma P200 uçları</td><td>Brandt</td><td>732832</td><td>Sıvı Agar</td></tr><tr><td></td><td>BD</td><td>214510</td><td>NGM, RNAi ve NSC plakaları için Agar</td></tr><tr><td>Bacto-peptone</td><td>BD</td><td>211820</td><td>NGM, RNAi ve NSC plakaları için pepton</td></tr></tbody></table>

c. elegans gen ifade seviyeleri sırasında ömrü modülasyon altında geniş menzilli diyet kısıtlama tarafından kodlanmış bilginin bir miktar

Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans

Duyu sistemleri hayvan tespit etmek, işlemek ve çevreleri için yanıt vermek için izin verir. Gıda bereket hayvan fizyolojisi ve davranışı üzerinde derin etkileri vardır çevresel bir ipucudur. Son zamanlarda, modülasyon uzun ömürlü gıda bereket tarafından Caenorhabditis elegans Yuvarlak solucanlar önceden tanınan daha karmaşık olduğunu gösterdi. Ömrü gıda düzeyindeki değişikliklere yanıt bilgi sinirsel bir devre içinde işlem kontrol ederek hareket belirli genler belirler. Bizim framework genetik analizi, yüksek üretilen iş nicel görüntüleme ve bilgi kuramı birleştirir. Burada, bu teknikler geniş menzilli diyet kısıtlaması için fizyolojik bir ilgisi vardır herhangi bir gen karakterize etmek için nasıl kullanılabileceği açıklanmaktadır. Özellikle, bu iş akışını nasıl bir gen ilgi ömrü geniş menzilli diyet kısıtlama altında düzenleyen ortaya çıkarmak için tasarlanmıştır; o zaman nasıl değişeceğini ifade genin gıda düzeyiyle kurmak; ve son olarak, tarafsız bir miktar bilgi miktarını sağlamak için gen ekspresyonu ortamda gıda zenginliği hakkında tarafından aktarılmaktadır. Çeşitli genler, sinirsel bir devre bağlamında aynı anda incelendiğinde bu iş akışını devre tarafından istihdam kodlama stratejisi ortaya çıkarmak.

Ömrü vahşi türü N2 zorlanma yanında ilgi genlerin mutantlar üzerinde deneyler yaparak, bir bu genlerin geniş menzilli DR gıda cevaben bir role sahip olup olmadığını kurabilirsiniz. Vahşi türü yanıt şekil 1içindeAtasvir bir yakın olabilir. Bu genlerin solucan doğru hangi noktası daha fazla araştırma, gıda bolca değişikliklere tepki yeteneğini etkileyen herhangi bir modülasyon tarafından gıda koşullar, üniform olmayan etkisiyle yansıyan mutantlar, bu tepki gösteren Bu genlerin ifade yanıtlarını geniş menzilli DR garanti. Ancak, uzun ömürlü yanıt mutantların vahşi türünden önemli ölçüde farklı ise, genlerin geniş menzilli DR, etkilerini en az ortalama ömrü düzeyinde transducing herhangi bir rolü var. Eğer bütün ömrü yanıtının Tekdüzen bir kayma mutasyonlar neden genlerin uzun ömür gıda bağımsız etkisi vardır. Bu genler ilgi gıda bilgileri Bu genler tarafından taşınan bu durumda ömrü için yayın yapıyor duyarlı, ifadedir olasılığını ekarte değil.
Protokol sonraki aşaması nasıl faiz genler için geniş menzilli DR altında ifade düzeylerini değiştirmek belirlemektir. Şekil 1' deB, biz bu ifade seviyeleri gıda düzeyde ASI duyusal sinir hücreleri bulunan değişiklikleri bir tepki gösteren daf-7, transkripsiyon bir gazeteci ile göstermek. Bir daf-7(-) mutant bir transkripsiyon muhabir ifade yanıt değiştirilmez. Faiz genler ömrü düzeyinde gerçekten gıda duyarlı iseniz bir onların ifade da yemekle değişecektir bekleyebilirsiniz. Buna bağlı olarak, transkripsiyon muhabir mutant arka planda geniş menzilli DR yanıt olarak bir değişmiş ifade profili olmalıdır. Ancak, transkripsiyon muhabir vahşi türü arka plan ilgi gen ifadesinde gıda duyarlı değişiklikleri göstermek değil mümkündür. Bu durumda, bu bu iletişim kuralının kapsamı dışında kalan bir çoğu düzenleyici etki gösterebilir.
Diana ve ark. (2017)13, ifade ASI daf-7 tph-1 ADF ve NSM yeni_sunucu_adı aldığımız. Şekil 2içindeA, ASI ve ADF ifade dağıtım verilen gıda düzeyi için tahmini göstermektedir. Tek solucan görüntülerden birden çok güzel olması sadece bağımsız olarak her neuron aynı zamanda bütün sinirsel devre (Şekil 2B-2 C) Kombinatorik bilgi kodlanmış bilgi miktarını analiz etmemizi sağlar. Bu iki bilgi teorik önlemleri birleştirerek gıda hakkında bilgi iletmek için nöronlar tarafından istihdam kodlama strateji açısından sistem karakterize için bize izin verir. Artıklık devre miktarı her neuron için karşılıklı bilgi toplamını alarak ve devre Kombinatorik çıktıları dikkate alarak elde edilen ortak karşılıklı bilgi (kanal kapasitesi) çıkarılarak elde edilebilir. Parçalar arasında toplu bilgileri tüm devre tarafından kodlanmış gerçek bilgi daha büyük olduğu için gereksiz bir karakter kodlama strateji böyle fark pozitif bir değer gösterir. Bunun tersi olarak kodlanmış gerçek bilgi bileşenlerini (Şekil 2B) toplamından daha büyük olduğu için negatif bir değer sinerjik bir strateji yansıtır. Bilgi ve artıklık gen düzenlemesi, Diana vd. , örneğin mümkün yüksek sipariş rolleri keşfetmek için farklı genotip arasında karşılaştırılabilir (2017) 13 daf-7 mutasyon etkisini gereksiz kodlama stratejiden sinerjik (Şekil 2C-2D) için geçiş yapar.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig1.jpg"> 
Resim 1 : Geniş menzilli Dr altında ömrü ve gen ifadesinin yanıt Vahşi türü N2 zorlanma (siyah çizgi) (A) ortalama ömrü görüntüler geniş menzilli DR karmaşık bir yanıt. Bu yanıtı büyüklüğü daf-7 gen (kırmızı çizgi) boş bir mutant içinde zayıflatılmış. Hata çubukları standart hata ortalamaya, Entchev ve ark. havuza alınan verileri temsil eder. (2015) 12. (B) ortalama ifade düzeyleri vahşi türü arka planda (siyah çizgi) daf-7 gen transkripsiyon bir gazeteci de geniş menzilli DR karmaşık monoton olmayan yanıt görüntüler. Daf-7(-) genetik arka planda Bu transkripsiyon muhabir ifade son derece zayıflatılmış ve küçük değişiklikler karşısında gıda kademede gösterir. Hata çubukları standart hata ortalamaya, Entchev vd. , tek bir deneme verileri temsil eder. (2015) 12. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56292/56292fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig2.jpg"> 
Resim 2 : Hesaplama yöntemi. (A)iki boyutlu yoğunluk tahmini tph-1 ifade kullanarak bir kılavuz Boyut 30 x 30 'ks' R paketinden elde gibi ASI ADF ve daf-7 ifadede Illustration. (B) görselleştirme tph-1 ve daf-7 (bütün) ortak ifade tarafından kodlanan bilgiler ve ayrı ayrı (parçaların toplamından) ADF, ASI ve NSM nöronlar için. Gereksiz ve sinerjik karakter kodlama sağdaki yığılmış çubuklarının yüksekliğini ve tam devre tarafından kodlanan bilgiler arasındaki fark gösterilir. (C) karşılaştırma vahşi türü hayvanlar ve daf-7(-) mutantlar tarafından kodlanan gıda bilgiler arasında. (D) karşılıklı bilgi mutantlar gözlenen azalma sinerjik kodlama doğru bir geçiş eşlik ediyor. Panelleri B-D Diana ve ark. adapte (2017) 13. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56292/56292fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bakteri konsantrasyonu (hücre/ml)</td>
			<td>Optik yoğunluk (600nm)</td>
			<td>Seyreltme faktörü ('dan önceki)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.12E + 10</td>
			<td>56.000</td>
			<td>0,00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 09</td>
			<td>10.000</td>
			<td>5,60</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 08</td>
			<td>3.160</td>
			<td>3,16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 07</td>
			<td>0.316</td>
			<td>10,00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 07</td>
			<td>0,100</td>
			<td>3,16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0 (S Bazal)</td>
			<td>0.000</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tablo 1: gıda düzeyleri ve geniş menzilli Dr içinde kullanılan seyreltme faktörleri Bakteril konsantrasyonları (hücre/mL) geniş menzilli DR protokolü, onların anılan sıraya göre OD600 ölçümleri ve her konsantrasyon önceki bir elde etmek için gerekli seyreltme faktörü ile birlikte kullanılır.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td colspan="7">Deneysel ömrü sıcaklığını</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gün</td>
			<td>12.5° C</td>
			<td>15° C</td>
			<td>17,5 ° C</td>
			<td>20° C</td>
			<td>22,5 ° C</td>
			<td>25° C</td>
			<td>27.5° C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-12</td>
			<td colspan="7">Tüm suşların taze NGM plakaları için yığın ve 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-11</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-10</td>
			<td colspan="7">Daf-7(-) suşları P0 nesil kadar atayıp saklamanız 20 ° C'de (plaka başına 1 L4, 5 levha)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td colspan="7">Vahşi türü suşları P0 nesil kadar atayıp saklamanız 20 ° C'de (plaka başına 1 L4, 5 levha)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-7</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-6</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-5</td>
			<td colspan="7">Daf-7(-) suşları F1 nesil kadar atayıp saklamanız 20 ° C'de (plaka başına 1 L4, 90 levha)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td colspan="7">Vahşi türü suşları F1 nesil kadar atayıp saklamanız 20 ° C'de (plaka başına 1 L4, 30 levha)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-3</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-1</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td colspan="7">F2 L4 larva için almak &gt; yumurta-5 RNAi tabaklar ve 20 ° c (15 L4 plaka, 24 plaka başına) korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td colspan="7">1 - gün eski yetişkin NSC plakaları tohumlari 2.0E + 9 hücre/ml gıda düzeyi ile taşımak ve 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td colspan="7">Deneysel yiyecek koşulları ile seribaşı NSC plakaları ve deneysel sıcaklık 2 - gün eski yetişkin taşımak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>11</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>13</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>14</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>17</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>19</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>21</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tablo 2: katlanacak zamanlamasını yürütülen farklı sıcaklıklarda. Daf-7(-) ve vahşi türü suşları örnek olarak kullanarak farklı sıcaklıklarda deneyler kadar geniş aralıklı DR ömrü için gereken adımları şematik taslağı. Her deneysel yiyecek düzey taze plakaları için transferlerinin sayısı giderek artan bir sıcaklık azalır. Hayvanlar daha yüksek sıcaklıklarda daha hızlı yaşlanma aslında ve çok daha fazlası için hesap bu transfer başına fiziksel zarar eğilimli.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Gün</td>
			<td>Ima</td></tr></tbody></table>Ging boru hattı
		
		<tr>
			<td>-14</td>
			<td>Yığın gazeteci suşları daf(-) arka planda. 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-13</td>
			<td>Yığın gazeteci suşları vahşi türü arka planda. 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-12</td>
			<td>Daf-7(-) muhabir suşları P0 nesil kadar ayarla. 3 L4 larva 10 cm NGM plaka başına kullanın. 2 tabak kullanın ve 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-10</td>
			<td>Vahşi türü muhabir suşları P0 nesil kadar ayarla. 3 L4 larva 10 cm NGM plaka başına kullanın. 2 tabak kullanın ve 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-8</td>
			<td>Daf-7(-) muhabir suşları F1 nesil kadar ayarla. 3 L4 larva 10 cm NGM plaka başına kullanın. 12 plakaları kullanır ve 20 ° C'de sahip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-6</td>
			<td>Vahşi türü muhabir suşları F1 nesil kadar ayarla. 3 L4 larva 10 cm NGM plaka başına kullanın. 4 plakaları kullanır ve 20 ° C'de sahip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-3</td>
			<td>Öğleden sonra DAF-7(-) muhabir suşları bleach (~ 5 pm) ve yumurta 3 10 cm NGM Tabaklarda mevduat ve 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-2</td>
			<td>Çamaşır suyu vahşi türü muhabir suşları sabah (~ 10 değilim) ve mevduat NGM plakaları 3 10 cm üzerinde yumurta ve 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td>L4 10 cm yumurta-5 RNAi tabakaları bana yıkayın. 20 ° C'de korumak ve zorlanma başına 3 tabak kullanın</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>Tohumlari 2.0E + 9 hücreleri ile NSC plakaları için 1 günlük yetişkin yıkama / ml. zorlanma başına 3 tabak kullanın ve 20 ° C'de korumak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>Yıkama 2 gün yetişkin NSC plakaları için deneysel gıda düzeyleri ile seçilir. Zorlanma ve ÜST KRKT başına 3 tabak deneysel sıcaklık için kullanın.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Taze NSC tabakaları bana aktarın. Deneysel sıcaklığında korumak ve zorlanma başına 3 tabak kullanın.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Taze NSC tabakaları bana aktarın. Deneysel sıcaklığında korumak ve zorlanma başına 3 tabak kullanın.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>Hayvanlar plakaları kapalı almak ve görüntüleme için hazır olun.</td>
		</tr>
	

Tablo 3: zamanlama için boru hattı düşsel. Şematik anahat floresan transkripsiyon muhabir suşları daf-7(-) ve vahşi türü arka planlar farklı sıcaklıklarda örnek olarak kullanarak deneyler görüntüleme geniş menzilli DR kurmak için gerekli adımlar.

Burada, bir çerçeve geniş menzilli diyet kısıtlaması gen ekspresyonu ve ömrü ile ilgili mevcut. Biz iletişim kuralları bu paradigma altında gen ekspresyonu kantitatif görüntüleme ve geniş menzilli diyet kısıtlaması için açıklar. Daha fazla bilgi işleme özellikleri genetik devrelerin temel gıda algılamalı içinde söz konusu ortaya çıkarmak için hesaplama analizleri anahat.

C. elegans gen ifade seviyeleri sırasında ömrü modülasyon altında geniş menzilli diyet kısıtlama tarafından kodlanmış bilginin bir miktar

Sensory systems allow animals to detect, process, and respond to their environment. Food abundance is an environmental cue that has profound effects on ...

Bu çerçevenin genel amacı, geniş kapsamlı diyet kısıtlamasında yer alan genleri tanımlamak, ekspresyon seviyeleri tarafından kodlanan çevresel bilgileri ölçmek ve çevreyi yaşam süresine bağlayan temel kodlama stratejisini anlamaktır. Bu yöntem, yaşlanmanın nörobiyolojisi alanında, hangi genlerin yaşam süresini modüle etmek için çevreden bilgi ilettiği gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu çerçeve, C Elegan duyusal sistemi hakkında bilgi sağlayabilse de, çevresel bilgileri işlemek için bileşenleri işbirliği yapan herhangi bir biyolojik sisteme daha genel olarak uygulanabilir.Bu tekniğin temel avantajı, nöron grupları tarafından kodlanan çevresel bilgileri nicelleştirmesi ve bu bilgiyi aşağı akış hedeflerine iletmek için nöroselquites tarafından kullanılan kodlama stratejisini belirlemesidir. OP50'yi metin protokolüne göre MGM plakaları üzerinde kültürledikten sonra, iki litrelik erlenmeyer şişelerinin her birinde 500 mililitre LB ortamı hazırlayın ve bunları otoklavlayın. Her şişeyi tek bir OP50 kolonisi ile aşılayın ve kültürleri yaklaşık 14 saat boyunca 37 santigrat derece ve 200 RPM'de büyütün.Daha sonra, kültürleri mililitre streptomisin başına 50 mikrogram ile destekleyin. Ardından, şişeleri 15 dakika boyunca buzun üzerine koymadan önce şişeleri 37 santigrat derecede 30 dakika daha çalkalayın. Her kültürün 450 mililitresini ayrı 500 mililitrelik steril santrifüj şişelerine aktarın, bakteri konsantrasyonunu belirlemek için kullanılacağı için kalan kültürü buz üzerinde tutun.Şişeleri 4500 x G ve dört santigrat derecede 25 dakika döndürün, ardından süpernatanı atın ve şişeleri buz üzerinde saklayın. 900 mikrolitre steril LB ile, her şişeden 100 mikrolitre artık kültürü seyreltin. Spektrofotometreyi sıfırlamak için bir mililitre steril LB kullanın ve ardından her kültürün 10 kat seyreltmesinin OD600'ünü belirleyin.Örneğin, gece boyunca kültürün 10 kat seyreltilmesinin OD600'ü 0.28 ise, o zaman kültürün gerçek OD600'ü 2.8'dir. Bu örnekten, mililitre başına 1.12 x 10 ila 10. OP50 hücresi arasında bir çalışma stok çözeltisine ulaşmak için, bu da 56'lık bir OD600'e eşittir, peleti 450 mililitre kültürden orijinal hacmin 20'de birinde yeniden süspanse edin veya mililitre streptomisin başına 50 mikrogram ile desteklenmiş 22.5 mililitre steril S bazal çözeltisi veya SB. SB ve strep deneylerinde kullanılan tüm sonraki konsantrasyonları, bu tabloda listelenen seyreltme faktörlerini kullanarak, çalışma stoğunun seri seyreltmelerinden yapın.C Elegans muhabir suşlarını metin protokolüne göre kültürledikten ve senkronize ettikten sonra, solucanları üç plakadan seri olarak yıkamak için 15 mililitre SB kullanın ve sıvıyı steril 15 mililitrelik bir tüpte toplayın. L4 larvalarının doğal olarak çökelmesine izin verin ve ardından sıvının yaklaşık 0,5 mililitresi hariç hepsini aspire edin. Yabani tip muhabir suşlarında, bu tip L4.In mutant arka plandan daha genç larvaları uzaklaştırır, bu adım, bir OK3125'in ölümü durumunda, bizimki gibi tutuklanan larvaların uzaklaştırılmasına yardımcı olur.Ardından, solucanları yeniden askıya almak için dokuz mililitre SB kullanın. Yine, L4 larvalarının sedimantasyon hızını izleyin ve ardından işlemi tekrarlamadan önce L4 larvalarının çoğu peletlendikten sonra süpernatantın yaklaşık 0,5 mililitresi hariç hepsini aspire edin. L4 larvalarını içeren sıvıya% 0.1 pluronik F127 ile desteklenmiş 10 mikrolitre steril S bazal ortamı ekleyin.Bu, bir yüzey aktif madde görevi görür ve larvaların plastik pipet uçlarının iç yüzeyine yapışmasını önler. Bir P200 düşük tutma pipet ucu kullanarak, larvaları nazikçe yeniden askıya alın ve ardından 150 mikrolitreyi, 5 x 225 mikrolitre yumurta beş RNAi bakterisi ile tohumlanmış üç adet 10 santimetrelik RNAi plakasına ayırın. Solucanların beş bakteri çiminin tümüne eşit olarak dağıldığından emin olun.Sıvı agarın içine emildikten sonra, yıkama prosedürü ile elimine edilmeyen plakalardan L4 olmayan larvaları manuel olarak toplayarak çıkarın. Daha sonra plakaları 24 saat boyunca 20 santigrat derecede saklayın. Geniş kapsamlı DR'yi başlatmak için, önceki manuel çıkarma adımından kaçan genç larvaları toplayın ve plakalarda yalnızca bir günlük yetişkinleri bırakın.Her suş için, bir günlük yetişkinleri üç plakadan 15 mililitrelik bir tüpe yıkamak için 15 mililitre steril SB strep kullanın. Solucanların doğal olarak çökelmesine izin verin ve ardından süpernatanın 0,5 mililitresi hariç hepsini aspire edin. Solucanları 9.5 mililitre SB strep ile tekrar askıya alın ve çökeltme ve yıkama adımlarını tekrarlayın.Süpernatantın 0,5 mililitresi hariç tümünün son yıkaması ve aspirasyonundan sonra, 10 mikrolitre SB Plu ekleyin ve larvaları nazikçe yeniden süspanse etmek için bir P200 pipet ucu kullanın. Larvaların 100 mikrolitresini, mililitre başına 2 x 10 ila dokuzuncu hücre konsantrasyonunda, 5 x 225 mikrolitre bakteri ile tohumlanmış bir NSC plakasına alikot edin. 100 mikrolitreyi beş bakteri çiminin tümüne eşit olarak dağıtın.Mikroskop altında, plaka başına 100 ila 150 solucan hedefleyerek plaka üzerinde bulunan hayvan sayısını tahmin edin. Bu aralıkta bir solucan yoğunluğu elde etmek için gereken sıvı hacmini belirleyin ve ardından iki ek plakaya ayırın. İlk plakadaki solucan sayısını da bu aralığa girecek şekilde ayarlayın.Ve sonra plakaları 24 saat boyunca 20 santigrat derecede saklayın. Ertesi gün, iki günlük yetişkinleri toplayın ve solucanları, deneysel yiyecek konsantrasyonu arzusuyla tohumlanan yeni NSC plakalarına dağıtın. Sıvı agarın içine emildikten sonra, plakaları 24 saat boyunca istenen deneysel sıcaklığa kaydırın.Ertesi gün, üç günlük yetişkinleri toplayın ve onları aynı deneysel yiyecek konsantrasyonu ile tohumlanmış taze NSC plakalarına dağıtın. Sıvı agarın içine emildikten sonra, plakaları 48 saat boyunca deneysel sıcaklığa geri getirin. Son olarak, verileri metin protokolüne göre bir araya getirmeden ve nicelleştirmeden önce hayvanları görüntülemek için bir mikroakışkan cihaz kullanın.Burada gösterildiği gibi, vahşi tip n2 suşunun ortalama ömrü, geniş DR aralığına karmaşık bir yanıt gösterir. Bu tepkinin büyüklüğü, daf-7 geninin tüm mutantında zayıflar, bu da bu genin solucanın gıda bolluğundaki değişikliklere doğru şekilde yanıt verme yeteneğini etkilediğini düşündürür. Daf-7 geni ve vahşi tip arka plan için bir transkripsiyonel raportörün ortalama ekspresyon seviyeleri, ayrıca daf-7'DR.In geniş bir aralığa karmaşık bir monotonik olmayan yanıt gösterir (genetik arka plan, bu transkripsiyonel raportörün ekspresyonu oldukça zayıflar ve gıda seviyesindeki değişikliklere çok az tepki gösterir. Bu şekil, belirli bir gıda seviyesi için ADF nöronlarında TPH1 ekspresyonunun ve ASI nöronlarında daf-7 ekspresyonunun ortak dağılımının tahminini göstermektedir.Bu çubuk grafikler, TPH1 ve daf-7'nin gen ekspresyon seviyelerine dayalı olarak ADF, ASI ve NSM nöronları tarafından kombinatoryal veya bireysel olarak kodlanan gıda bilgilerini sunar. Kodlamanın yedekli ve sinerjik karakterleri, sağdaki yığılmış çubukların yükseklik farkı ile temsil edilen nöronlar tarafından kodlanan kombinatoryal ve bireysel bilgiler ile tam devre tarafından kodlanan bilgiler arasındaki karşılaştırmadan kaynaklanır. Bu prosedürü denerken, kodlama stratejisini nicelleştirmek için bilgi teorisinin çoğaltılmasının, gen ekspresyon dağılımlarının doğru bir tahminini gerektirdiğini hatırlamak önemlidir.Bu nedenle, örneklem büyüklüğü bu çerçevenin genel uygulanabilirliği için kritik bir faktördür. Bu videoyu izledikten sonra, gıda bolluğunu yaşam süresine bağlayan yeni genleri tanımlamak ve karakterize etmek için geniş kapsamlı diyet kısıtlama deneylerinin nasıl gerçekleştirileceğini iyi anlamalısınız.

quantification-information-encoded-gene-expression-levels-during

Research

JoVE Journal

Genetics

Genetik

Bu yazıda, UV öldürüldü bakteriyel gıda ile sağlam bir medya üzerinde muhafaza nematod ömrü ölçmek için genel bir protokol mevcut.

Ölçme Caenorhabditis elegans Katı Medya Ömrü

Burada plaka tabanlı katı diyet kısıtlaması yapmak için bir protokol...

Katı Plaka tabanlı Diyet Kısıtlama Caenorhabditis elegans</em

Bu makalede, biz bireysel Worms özel mikrosıvısal aygıt istihdam canlı görüntüleme göstermek. Cihazda, birden çok solucanlar chambers, çeşitli biyolojik süreçlerin çoğaltılmış boyuna gözetim sağlayan ayrı ayrı ayrı sınırlı.

Boyuna Imaging'de Caenorhabditis elegans için bir mikrosıvısal Platform

Burada biz yineleme kümesi yöntemi, bir yaklaşım kantitatif ölçmek C. elegans ömrü/hayatta kalma ve healthspan yüksek üretilen iş ve sağlam bir şekilde böylece veri kalite ödün vermeden birçok koşullar tarama izin tanımlamak. Bu iletişim kuralı strateji detayları ve yineleme kümesi veri çözümlemesi için bir yazılım aracı sağlar.

Yineleme kümesi yöntemi: Bir yüksek-den geçerek yaklaşım kantitatif ölçü Caenorhabditis elegans ömrü

Burada, varyasyon azaltmak, tekrarlanabilirlik geliştirmek ve yorumların kolaylaştırmak amacıyla bir protokol RNA, DNA ve protein aynı örnekten izolasyonu için mevcut.

Kombine nükleotit ve Caenorhabditis elegans Protein çekimi

Proteostatik düşüş, nörodejeneratif hastalıkların başlangıcını kolaylaştıran yaşlanmanın ayırt edici bir özelliğidir. İki farklı Caenorhabditis elegans dokularındaki proteostazları, floresan bir muhabire kaynaşmış poliglutamin tekrarlarının heterolog ifadesiyle ölçülebilir bir şekilde ölçmek için bir protokol özetliyoruz. Bu model proteostazın hızlı in vivo genetik analizine izin verir.

Caenorhabditis eleganlarında Dokuya Özgü Proteostatik Düşüşün Ölçülmesi

Caenorhabditis elegans, sağlık süresini, ömrünü ve strese karşı dayanıklılığı araştırmak için sağlam ve düşük maliyetli yöntemlerle mükemmel bir model sistem olarak hizmet eder.

Caenorhabditis elegans'ta Yaşam Süresini ve Sağlık Süresini Ölçmek için Düşük Maliyetli Yöntemlerin İncelenmesi

Mevcut protokol, Caenorhabditis elegans için sıvı ve plaka üstü kültürlerde lipit takviyesi yöntemlerini, uzunlamasına çalışmalar ve toplu veya birkaç solucan ve solucan dokusundan gen transkripsiyonel analizi ile birlikte tanımlamaktadır.

Caenorhabditis elegans'ta Uzun Ömürlülük ve Gen Transkripsiyonel Analizi için Lipid Takviyesi

Burada sunulan, mikrofabrikasyon çok kuyucuklu cihazlarda katı ortam üzerinde izole edilmiş bireysel nematodların kültürlenmesi için optimize edilmiş bir protokoldür. Bu yaklaşım, bireysel hayvanların, aktivite, vücut büyüklüğü ve şekli, hareket geometrisi ve hayatta kalma dahil olmak üzere yaşlanma ve sağlıkla ilgili çeşitli fenotipler için yaşamları boyunca izlenmesini sağlar.

Çok Kuyulu Cihazlarda Katı Ortamda İzole Caenorhabditis elegans'ın Uzun Süreli Kültürü ve İzlenmesi

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

Bakteriyel Klerensi Ölçerek Caenorhabditis elegans'ta Gıda Alımının Ölçülmesi

Keşfedin gen ifade analizi yöntemleriyle C. elegans'ta diyet kısıtlamasının ömür üzerindeki etkisini. Bu hesaplamalı çerçeve, çevresel bilgiyi kodlayan genleri niceliksel olarak belirler ve sinir devrelerinin kodlama stratejilerini açıklar.

C. elegans gen ifade seviyeleri sırasında ömrü modülasyon altında geniş menzilli diyet kısıtlama tarafından kodlanmış bilginin bir miktar (Video) | JoVE Journal

C. elegans gen ifade seviyeleri sırasında ömrü modülasyon altında geniş menzilli diyet kısıtlama tarafından kodlanmış bilginin bir miktar

Daha fazla video keşfet