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June 23, 2022
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जानवरों के लिए सीखने और स्मृति महत्वपूर्ण हैं ताकि वे हमेशा बदलते वातावरण को कुशलतापूर्वक नेविगेट करके जीवित रहें और प्रजनन करें। यह तंत्रिका विज्ञान में अध्ययन किए गए प्रमुख विषयों में से एक है। केनोरहाब्डिस एलिगेंस अपने तंत्रिका तंत्र की सादगी के कारण सीखने और स्मृति के अध्ययन के लिए एक आकर्षक जीव है।
इसके रासायनिक और विद्युत वायरिंग आरेख भी पूरी तरह से पुनर्निर्मित हैं। केनोरहाब्डिस एलिगेंस का व्यवहार विश्लेषण बेहद मुश्किल है और रासायनिक, यांत्रिक और तापमान तनाव जैसे कई मापदंडों से प्रभावित होता है। शुरू करने के लिए, लुरिया-बर्टानी माध्यम में ई.कोलाई ओपी 50 तरल संस्कृति के 0.2 मिलीलीटर को फैलाकर और उन्हें 24 घंटे से अधिक समय तक कमरे के तापमान पर इनक्यूबेट करके छह सेंटीमीटर नेमाटोड विकास माध्यम, या एनजीएम प्लेटें तैयार करें।
पहले दिन, प्लेटिनम वर्म पिकर के साथ प्रत्येक छह सेंटीमीटर एनजीएम प्लेट पर पांच अच्छी तरह से खिलाए गए ग्रेविड जानवरों को चुनें और उन्हें वयस्क जानवरों की सिंक्रनाइज़ आबादी प्राप्त करने के लिए कमरे के तापमान पर तीन घंटे के लिए लगभग 50 अंडे देने दें। अंडे देने से रोकने के लिए, प्लेटिनम वर्म पिकर के साथ प्लेटों से मूल जानवरों को हटा दें। परिपक्व वयस्क चरण तक पहुंचने के लिए लगभग पांच दिनों के लिए कमरे के तापमान पर जानवरों की खेती करें, न कि युवा वयस्क चरण तक।
पांच दिनों के बाद, प्रत्येक प्लेट को 0.25% जलीय जिलेटिन के एक मिलीलीटर से धोकर एक पशु कलेक्टर में लगभग 200 वयस्क जानवरों को इकट्ठा करें जो जानवरों को प्लास्टिक की सतह पर आसंजन को रोक देगा, जैसे कि पिपेट टिप्स। फिर, 10 मिलीलीटर डबल आसुत पानी में कलेक्टर को धीरे-धीरे ऊपर और नीचे दो बार घुमाकर जानवरों को धोएं। प्रक्रिया को दो बार दोहराएं।
धीरे से एक सेकंड के लिए क्रिस्टलीकृत पकवान में पीएच 4 पर 1% 1-प्रोपेनोल और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के मिश्रण के 40 मिलीलीटर में लगभग 200 जानवरों वाले पशु कलेक्टर को डुबोएं। कलेक्टर में जानवरों को बहुत धीरे से कलेक्टर को अपने 6-वेल टिशू कल्चर प्लेट के कुएं में डुबोकर धोएं जिसमें 10 मिलीलीटर डबल डिस्टिल्ड पानी हो। फिर कलेक्टर को ई.कोलाई ओपी 50 लॉन पर छह सेंटीमीटर एनजीएम प्लेट पर 10 मिनट के लिए रखें ताकि जानवर आराम कर सकें।
इसके बाद, कलेक्टर को धीरे-धीरे ऊपर और नीचे ले जाकर 10 मिलीलीटर डबल डिस्टिल्ड पानी के साथ कलेक्टर में जानवरों को धोएं। इस धोने को तीन बार दोहराएं और केमोटैक्सिस परख के लिए आगे बढ़ें। क्रमिक रूप से प्रोपेनोल मिश्रण और डबल डिस्टिल्ड पानी के साथ एक कलेक्टर में जानवरों को धोएं, जैसा कि पहले दिखाया गया था।
इसके बाद कलेक्टर को एनजीएम आगर पर ई.कोलाई ओपी 50 लॉन पर छह सेंटीमीटर पेट्री डिश में 10 मिनट के लिए रखें ताकि जानवर आराम कर सकें। इसके बाद, जीवाणु संदूषण को रोकने और केमोटैक्सिस परख के लिए आगे बढ़ने के लिए 10 मिलीलीटर डबल आसुत जल में कलेक्टर को धीरे-धीरे ऊपर और नीचे दो बार ऊपर और नीचे ले जाकर जानवरों को तीन बार धोएं। छह सेंटीमीटर प्लास्टिक पेट्री व्यंजनों में केमोटैक्सिस परख के लिए ऑगर प्लेटें तैयार करें।
फिर जानवरों को कलेक्टर से दो मिलीलीटर माइक्रो सेंट्रीफ्यूज ट्यूब में स्थानांतरित करने के लिए एक मिलीमीटर से अधिक की सीड-ऑफ पिपेट टिप का उपयोग करें जिसमें 0.25% जलीय जिलेटिन का एक मिलीलीटर होता है। गुरुत्वाकर्षण द्वारा ट्यूब के तल पर बसने के बाद, ट्यूब से सुपरनैटेंट को हटा दें। जानवरों को एक मिलीलीटर केमोटैक्सिस परख बफर में पुन: निलंबित करें, और उन्हें गुरुत्वाकर्षण द्वारा ट्यूब के तल पर लगभग एक मिनट के लिए व्यवस्थित होने दें।
फिर, पाइपिंग द्वारा जितना संभव हो उतना सतह पर तैरने वाला निकालें। इसके बाद, दो स्थानों पर 5% जलीय 1-प्रोपेनोल के चार माइक्रोलीटर को विकर्ण रूप से स्पॉट करें, फिर पेट्री प्लेट में दो अन्य स्थानों पर डबल डिस्टिल्ड पानी के चार माइक्रोलीटर देखें। फिर तीन प्लेटों के केंद्र में लगभग 60 जानवरों वाले केमोटैक्सिस परख बफर में पशु निलंबन के छह माइक्रोलीटर को देखने के लिए एक मिलीमीटर खोलने के साथ एक सॉ-ऑफ पिपेट टिप का उपयोग करें।
जानवरों को छूने के बिना प्रयोगशाला ऊतक बाती के साथ तरल को जितना संभव हो उतना हटा दें। प्लेट पर एक ढक्कन रखें और जानवरों को कमरे के तापमान पर 10 मिनट के लिए प्लेट पर स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करने की अनुमति दें। केमोटैक्सिस को रोकने के लिए, इस प्लेट को तीन मिनट के लिए बर्फ पर ग्लास पेट्री डिश में स्थानांतरित करें।
इसके बाद, प्लेट पर जानवरों की संख्या गिनने तक प्लेट को रेफ्रिजरेटर में रखें। स्टीरियो माइक्रोस्कोप के तहत केंद्र सर्कल में उन लोगों को छोड़कर चार वर्गों में जानवरों की संख्या की गणना करें, और समीकरण का उपयोग करके केमोटैक्सिस इंडेक्स की गणना करें। केमोटैक्सिस इंडेक्स मूल्यों से, संदर्भ जानवरों के केमोटैक्सिस इंडेक्स मूल्य और वातानुकूलित जानवरों के केमोटैक्सिस इंडेक्स मूल्य के बीच अंतर के रूप में सीखने के सूचकांक मूल्यों की गणना करें।
केमोटैक्सिस परख में, 1-प्रोपेनोल और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के मिश्रण के साथ वातानुकूलित जानवरों को हम आगर प्लेटों पर देखे गए 5% 1-प्रोपेनोल से आकर्षित नहीं होते हैं, जबकि भोले और संदर्भ जानवर 5% 1-प्रोपेनोल की ओर आकर्षित होते हैं। जलीय 1-प्रोपेनोल और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के मिश्रण के साथ अंतरिक्ष प्रशिक्षण द्वारा वातानुकूलित जानवर अब 1% 1-प्रोपेनोल या हाइड्रोक्लोरिक एसिड, या केवल डबल डिस्टिल्ड पानी के साथ इलाज किए गए जानवरों की तुलना में 5% 1-प्रोपेनोल की ओर आकर्षित नहीं थे। स्मृति पर उत्परिवर्तन के प्रभाव का अध्ययन करने से पता चला कि अल्पकालिक और दीर्घकालिक स्मृति गठन जानवरों की शास्त्रीय कंडीशनिंग में आवश्यक भूमिका निभाने वाले जीन पर निर्भर करता है।
प्रत्येक कंडीशनिंग के बाद, जानवरों को धीरे से केवल एक बार डबल आसुत जल से धोया जाना चाहिए। प्रक्रिया का उपयोग करके दीर्घकालिक स्मृति बनने के बाद, कैल्शियम इमेजिंग और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी स्मृति के लिए जिम्मेदार न्यूरोनल सर्किट की पहचान कर सकते हैं। आनुवंशिक और एकल न्यूरॉन विश्लेषण के माध्यम से, स्मृति भंडारण और पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं को आणविक और एकल कोशिका स्तरों पर संबोधित किया जा सकता है।
हमने पहले क्रमशः बड़े पैमाने पर और अंतरिक्ष प्रशिक्षण द्वारा लघु और दीर्घकालिक सहयोगी यादें बनाने के लिए केनोरहाब्डिस एलिगेंस के लिए प्रोटोकॉल विकसित किए हैं। यहां, प्रतिकूल सहयोगी स्मृति बनाने के लिए क्रमशः 1-प्रोपेनोल और हाइड्रोक्लोरिक एसिड को वातानुकूलित और वातानुकूलित उत्तेजनाओं के रूप में जोड़कर सी एलिगेंस की कंडीशनिंग के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन किया गया है।
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Shibutani, M., Vibulyaseck, S., Maruyama, I. N. Aversive Associative Learning and Memory Formation by Pairing Two Chemicals in Caenorhabditis elegans. J. Vis. Exp. (184), e64137, doi:10.3791/64137 (2022).
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