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Biology I: yeast, Drosophila and C. elegans

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예쁜 꼬마 선충 주화성 분석

Overview

화학 요법은 세포 또는 유기체가 화학 자극에 반응하여 이동하는 과정입니다. 자연에서, 화학 요법은 유기체가 식품 원을 감지하고 이동하고 독성또는 유해 할 수있는 자극에서 멀리 이동하는 것이 중요합니다. 화학 요법은 세포 수준에서도 중요합니다. 예를 들면, 화학 요법은 수정하기 전에 계란을 향한 정자의 이동을 위해 요구됩니다. 실험실에서 화학 요법은 토양의 음식 소스로 이동하는 것으로 알려져 있지만 중금속, pH가 낮은 물질 및 세제와 같은 독소에서 멀리 떨어진 선충, C. elegans에서자주 검사됩니다. 이 비디오는 화학 요법 판과 벌레를 준비하고, 분석법을 실행하고, 데이터를 분석하는 화학 요법 분석을 수행하는 방법을 보여줍니다. 그런 다음, 우리는 화학 요법 소사가 학습과 기억, 후각 적응 및 알츠하이머 병과 같은 신경 질환을 이해하는 도구로 C. elegans에서 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 예를 논의합니다. C. elegans에 있는 Chemotaxis 실험은 많은 생물학 프로세스의 세포 및 유전 기계장치에 관하여 더 많은 것을 배우기위한 거의 무한한 가능성을 가지고 있고, 인간 생물학, 발달 및 질병의 더 중대한 이해로 이끌어 낼 수 있습니다.

Procedure

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화학 자극에 응하여 세포 또는 유기체의 움직임은 화학요법에게 불린 행동입니다. 이 비디오에서는 선충, C. elegans를사용하여 화학 요법 분석법을 수행하는 방법을 배웁니다. 우리는 또한 C. elegans에 있는 화학 분류 가 학습 및 기억, 후각 적응 및 알츠하이머 병을 공부하기 위하여 어떻게 적용되는지 토론할 것입니다.

먼저 화학 요법의 두 가지 유형을 논의 하자. 화학 자극을 향한 운동은 양성 화학 요법이라고합니다. 대조적으로, 화학 자극에서 멀리 이동은 부정적인 화학 요법이라고, 유기체가 유해한 화학 물질에서 멀리 이동할 수 있도록.

화학 요법은 유기체가 음식 근원을 향해 움직이기 때문에 유기체 수준에서 발생할 수 있습니다. 화학 요법은 또한 세포 수준에서 일어난다, 유기체 내에서. 예를 들면, 면역 세포는 병원체 또는 염증의 사이트를 향해 이동합니다. 또 다른 예에서, 정자 세포는 계란에 의해 풀어 놓인 화학 요법에 응하여 계란쪽으로 움직입니다. 화학 요법은 또한 개발 중인 유기체에서 조직과 장기를 형성하는 화학 자극에 대응하여 세포가 이동하는 개발 중 중요한 과정입니다.

야생, 토양 거주 C. elegans에 대 한, 화학 요법 박테리아에 대 한 검출 및 운동에 대 한 중요 한, 그들의 주요 식품 소스. 대조적으로, C. elegans는 유기체에 유독한 중금속, 낮은 pH를 가진 물질 및 세제에 의해 격퇴됩니다.

화학 요법 은 일반적으로 화학 요법 플레이트를 준비하는 것으로 시작됩니다. 눈금자와 마커를 사용하여 선충 성장 배지가 있는 5cm 플레이트를 4개의 동일한 사분면으로 나눕니다. 그런 다음 사분면 의 중심 주위에 0.5cm 반경이있는 원을 그립니다. 이것은 웜의 출발점이 될 것입니다. 각 사분면에 각 점을 표시하고 레이블을 지정하여 각 점이 중심과 서로 와도거리입니다.

분석법에 대 한 웜을 준비 하는 경우, 화학 요법의 차이가 개발 단계의 유물이 되도록 나이 동기화 된 젊은 성인 웜을 사용 하 여 중요 하다. 웜이 동기화되면, 먼저 젊은 성인을 포함하는 접시에 S-기저 버퍼 2 ml을 파이펫하여 수집합니다. 접시를 소용돌이고 기울여 접시에서 벌레를 씻습니다.

다음으로 웜/S-기저용액을 마이크로센트심리분리기 튜브로 피펫합니다. 웜/S-베이스 용액을 잠시 원심분리하고, 상체를 제거하고, 웜 펠릿에 S-베이스 용액의 또 다른 밀리리터를 추가하여 웜을 세척합니다. 튜브를 반전하고 두 번 더 세척을 반복합니다. 세척 후, S-기초 용액의 약 100 μl을 제외한 모든 것을 제거하십시오. 다음으로 웜/S-기초 혼합물의 2 μl을 NGM 플레이트에 추가합니다. 현미경을 사용하여 존재하는 벌레의 수를 계산합니다. 이상적으로, S-기초의 2 μl 당 50-250 벌레 사이있을 것입니다.

이제 화학 요법 판과 벌레가 준비되었으므로 화학 요법 분석에서 시작할 수 있습니다. 첫째, 시험 용액의 동일한 볼륨을 0.5 M 나트륨 아지드와 혼합하여 목적지에 도달하면 벌레를 마비시키는 마취제인 0.5 M 나트륨 아지드와 혼합합니다. 제어 솔루션에서도 동일한 작업을 수행합니다. 다음으로, 피펫 2 μl 의 벌레/S-기초 혼합물은 화학 요법 플레이트의 중앙에 있습니다. 그런 다음, 테스트 또는 제어 용액의 파이펫 2 μl및 화학 요법 플레이트에 적절하게 표시된 점에 배치합니다. 테스트 및 제어 솔루션이 흡수되면 뚜껑을 다시 켜고 플레이트를 반전시키고 타이머를 1시간 동안 설정합니다.

웜이 플레이트의 화학 자극에 반응하기 위해 1시간 동안 투여된 후, 데이터를 분석할 수 있다. 각 사분면 내에서 웜 수를 수동으로 계산합니다. 벌레가 시험 화학 물질에 끌린다면, 그 사분면에 더 많은 벌레가 있을 것입니다. 그 화학 물질에 대한 중립적 인 경우, 웜은 동등하게 각 사분면에 존재합니다.

이러한 데이터를 사용하여 테스트 사분면의 웜 수가 총 웜 수로 나눈 컨트롤 사분면의 웜 수를 뺀 화학 적 인덱스를 계산합니다. +1에 가까운 화학 지수는 매력을 시사하고 - 1에 가까운 화학 지수는 반발을 나타냅니다.

이제 화학 요법 분석법을 설정하는 방법을 배웠으니 과학적 질문에 답하기 위해 이러한 실험이 어떻게 적용되는지 살펴보겠습니다.

C. elegans에서 화학 요법 이가 적용 된 방법 중 하나는 학습과 기억을 공부하는 것입니다. 예를 들어, 벌레는 화학 자극을 식품 공급원과 연관시키기 위해 조절될 수 있다. 잘 먹이는 벌레는 1 시간 동안 굶주리고, 그 다음에는 음식뿐만 아니라 부타네와 같은 화학 물질로 조절됩니다.

다음으로, 벌레는 음식이있는 접시에 보관되지만 부타논이 없습니다. 화학 요법 분석법을 실행하면 벌레가 부타네를 음식과 연관짓는 법을 배웠는지 여부를 결정합니다. 이 실험의 많은 변이는 학습 및 기억에 중요한 유전자 또는 뉴런과 같은 다른 정보를 결정하기 위해 수행 될 수있다.

후각 적응은 감각 뉴런이 시간이 지남에 따라 자극에 대한 반응을 감소시킬 때 발생하는 현상으로, 동물이 다른, 아마도 더 중요한 자극에 반응할 수 있게 합니다. 예를 들어, 한동안 냄새에 노출된 야생형 C. 예르간은 후각 적응으로 인한 화학분석 시 악취를 무시하리라 오히려 끌리지 않고 그 냄새를 무시할 것이다. 따라서, 높은 처리량 유전적 스크린은 egl-4와 같은 후각 적응의 유전적 조절을 드러내기 위해 수행될 수 있다. 추가적으로, 형광태그단백질을 발현하는 형질전환벌레는 후각 적응 도중 국소화의 변화를 관찰할 수 있다.

마지막으로, 화학 요법 은 알츠하이머 병을 연구하기 위해 C. elegans에서 사용할 수 있습니다. 과학자들은 C. elegans의 뉴런에서 알츠하이머 병의 특징인 형광태그가 지정된 인간 아밀로이드 베타 펩티드를 표현할 수 있습니다. 흥미롭게도, 화학 요법 은 뉴런의 인구에서 아밀로이드 베타를 표현하는 벌레가 대조군과 비교하여 화학 요법을 향한 화학 요법감소를 보여준다는 것을 밝혔다. 이 실험의 많은 변이는 다른 뉴런 집단 또는 조직에서 아밀로이드 베타를 표현하거나, 어떤 화합물이 아밀로이드 베타 발현의 효과를 완화할 수 있는지 여부를 결정하는 등 수행될 수 있고, 궁극적으로 잠재적인 치료법으로 이어질 수 있다.

당신은 C. elegans에서 화학 요법에 대한 JoVE의 소개를 보았습니다. 첫째, 우리는 화학 요법이 무엇이며 유기체와 세포가 자연에서 중요한 이유를 정의했습니다. 그런 다음 우리는 C. elegans와 화학 요법 분석작업을 수행하는 방법을 시연했습니다. 마지막으로, 우리는 학습과 기억, 후각 적응 및 알츠하이머 병을 이해하기 위해 화학 요법을 적용 할 수있는 방법에 대해 논의했습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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