In Vivo Imaging di Dauer-specifica neuronale ritocca in C. elegans

Plasticità fenotipica, tra cui plasticità evolutiva e comportamentale, è importante per adattamenti alle condizioni ambientali avverse ed è considerato una forza trainante nell'evoluzione ^1. C. elegans è un organismo modello utilizzato frequentemente per gli studi di sviluppo e neurobiologia. In condizioni ideali, C. elegans si sviluppa attraverso quattro stadi larvali prima di entrare nella fase riproduttiva adulto. Tuttavia, in condizioni di scarsa disponibilità di cibo e di alta densità di popolazione, C. elegans può subire un interruttore di sviluppo e di entrare in una fase di lunga durata e resistente alle sollecitazioni dauer ^2. Dauers mostrano molte differenze morfologiche e comportamentali da non dauers che probabilmente mediano questa resistenza allo stress. Gli stimoli ambientali e percorsi genetici che regolano l'ingresso dauer sono stati ampiamente descritti ^{3, 4, 5, 6, 7.} Tuttavia, i meccanismi molecolari che controllano le singole modifiche fenotipiche che si verificano durante formazione dauer sono meno ben compreso.

L'esame di fenotipi specifici-Dauer richiede la produzione di animali Dauer. Questo può essere realizzato in tre modi: 1) Picking da una cultura affamato di C. elegans, 2) Uso della formazione dauer costitutiva (daf-c) mutanti, 3) induzione della formazione dauer attraverso feromone purificato. E 'relativamente semplice per scegliere dauers da una piastra standard NGM con una C. popolazione elegans che ha esaurito il suo batterica di approvvigionamento alimentare. Nelle nostre mani, una piastra standard NGM originariamente seminato con 50 ml di OP50 Escherichia coli, ha permesso di crescere per 3 giorni e successivamente inoculate con 3 – 4 adulti ermafroditi mantenuta a 25 ° C, si esaurirà la fornitura di cibo entro una settimana e produrre diverse migliaia dauers all'interno di un ulteriore 3 giorni (oltre a numerosi non-dauers affamati). Tuttavia, questo metodo non è soddisfacente per i processi che si verificano durante l'esame muta in dAuer. E 'difficile determinare quale delle diverse migliaia di animali su un piatto tipico Starved stanno entrando in dauer. Inoltre, l'uso di una piastra di fame non offre alcuna possibilità di sincronizzazione. L'uso di mutanti daf-c consente la sincronizzazione e la generazione affidabile di dauers. Tuttavia, non vi è alcuna garanzia che una particolare daf-c mutazione non influirà altri fenotipi specifici-Dauer da solo o in combinazione con altre mutazioni.

La presenza di un feromone dauer stato implicito Cassada e Russell e successivamente dimostrato da Golden e Riddle. Il feromone dauer da allora è stato caratterizzato chimicamente ^{2, 8, 9, 10.} Feromone purificato è costituito da una miscela complessa di ascarosides, che in forme diverse a regolare entrambi i processi comportamentali e di sviluppo ^{9, 11.} L'uso di un estratto di feromone greggio dauer permette di induzione affidabile controllata di dauers sincronizzati in uno sfondo wild-type. </p>

Il sistema nervoso e le cellule gliali associate subiscono rimodellamento durante dauer larva formazione ^{12, 13, 14.} Alcuni di questi cambiamenti sono irreversibili, come ad esempio la ristrutturazione delle cellule gliali durante dauer ^{13, 14.} Tuttavia altri eventi di rimodellamento sono reversibili dopo un ritorno favorevole condizioni ambientali. Ad esempio, una serie di quattro neuroni IL2Q subiscono una rapida e reversibile rimodellamento neuronale durante la formazione dauer tra cui: arborizzazione dei dendriti, un passaggio da singolo dendritiche ai neuroni e assoni multidendritic rimodellamento ^12. I metodi consentono qui per imaging attendibile in vivo di neuroplasticità indotta da stress in un organismo modello. I metodi presentati per la produzione e la sperimentazione di greggio dauer feromone sono precedentemente descritti e compilati da diverse fonti ^{4, 8, 15, 16, 17, 18.}