Caenorhabditis Dauer larvalarının büyük ölçekli gravitaksis testi

Dünya’nın yerçekimi çekimini algılamak, birçok organizmanın yönelimi, hareketi, koordinasyonu ve dengesi için çok önemlidir. Bununla birlikte, yerçekimi duyusunun moleküler mekanizmaları ve nörodevresi, diğer duyularla karşılaştırıldığında yeterince anlaşılmamıştır. Hayvanlarda, yerçekimi hissi, davranışı etkilemek için diğer uyaranlarla etkileşime girer ve onları geride bırakabilir. Görsel ipuçları, propriyoseptif geri bildirim ve vestibüler bilgi, bir hayvanın çevresine göre vücut farkındalığı duygusu oluşturmak için entegre edilebilir ^1,2. Tersine, gravitaktik tercih, diğer uyaranların varlığında değiştirilebilir ^3,4,5. Bu nedenle, gravitaktik davranış, yerçekimi hissini incelemek ve sinir sisteminin karmaşık duyusal entegrasyonunu ve karar verme sürecini anlamak için idealdir.

C. elegans, polifenik yaşam döngüsü nedeniyle gravitaksisi incelemek için özellikle yararlı bir model organizmadır. Isı, aşırı kalabalık veya yiyecek eksikliği de dahil olmak üzere gelişim sırasında stresörlere maruz kaldığında, C. elegans larvaları strese karşı oldukça dirençli olan dauer’lere dönüşür⁶. Dauers olarak, solucanlar, solucanların kuyruklarında “durdukları” ve kafalarını salladıkları niktasyon gibi karakteristik davranışlar sergilerler, bu da daha iyi habitatlara dağılmayı kolaylaştırabilir⁷. C. elegans ve C. japonica’nın gravitaksis tahlilleri, dauer larvalarının negatif gravitik olduğunu ve bu davranışın dauerlerde yetişkinlere göre daha kolay gözlendiğini göstermektedir ^8,9. Gravitaksisin diğer Caenorhabditis suşlarında test edilmesi, gravitaktik davranışta doğal varyasyonları ortaya çıkarabilir.

Yerçekimi hissi mekanizmaları Euglena, Drosophila, Ciona ve gravitaksis tahlilleri^3,10,11 kullanan diğer çeşitli türlerde karakterize ^edilmiştir. Bu arada, Caenorhabdisit’teki gravitaksis çalışmaları başlangıçta karışık sonuçlar verdi. C. elegans’ın oryantasyon tercihi üzerine yapılan bir araştırma, solucanların çözelti içinde başları aşağı doğru yönlendirildiğini ve pozitif yerçekimi tercihini düşündürdüğünü bulmuştur¹². Bu arada, C. japonica dauers erken dönemde negatif gravitaktik⁸ olarak tanımlansa da, bu davranış sadece yakın zamanda C. elegans^9’da tanımlanmıştır. Solucanlarda temsili bir gravitaksis testi geliştirmede çeşitli zorluklar ortaya çıkmaktadır. Caenorhabditis suşları agar plakalarında tutulur; Bu nedenle, davranışsal testler tipik olarak deneysel tasarımlarının bir parçası olarak agar plakalarını kullanır^13,14,15. Caenorhabdisit’te bildirilen en erken gravitaksis testi, yatay kontrol plakası^8’e 90 ° açıyla yan tarafında bir plaka durarak gerçekleştirildi. Bununla birlikte, gravitaksis davranışı bu koşullar altında her zaman sağlam değildir. Yetişkin solucanlar çözüm^12’de oryantasyonel tercih için test edilebilirken, bu yön tercihi de bağlama bağlı olabilir ve solucanlar yüzmek yerine sürünüyorsa farklı davranışlara yol açabilir. Ek olarak, C. elegans, yerçekimine tepkilerine müdahale eden ışık ve elektromanyetik alanlar^16,17 de dahil olmak üzere diğer uyaranlara duyarlıdır⁹. Bu nedenle, diğer çevresel değişkenlere karşı kalkan oluşturan güncellenmiş bir gravitaksis testi, bu duyusal sürecin mekanizmalarını incelemek için önemlidir.

Bu protokolde, Caenorhabditis gravitaksis’i gözlemlemek için bir tahlil tanımlanmıştır. Bu çalışmanın kurulumu kısmen nöromüsküler bütünlüğü incelemek için geliştirilen bir yönteme dayanmaktadır^18,19. Dauer larvaları standart prosedürler²⁰ kullanılarak kültürlenir ve izole edilir. Daha sonra agar ile doldurulmuş iki adet 5 mL serolojik pipetten yapılmış odalara enjekte edilirler. Bu odalar dikey veya yatay olarak yönlendirilebilir ve ışığa ve elektromanyetik alanlara karşı koruma sağlamak için 12-24 saat boyunca karanlık bir Faraday kafesine yerleştirilebilir. Her solucanın odalardaki yeri kaydedilir ve C. elegans N2 gibi bir referans suşunun dikey taksileriyle karşılaştırılır.