En vivo de imágenes de Dauer-específica neuronal Remodelación en C. elegans

Plasticidad fenotípica, incluyendo la plasticidad del desarrollo y del comportamiento, es importante para las adaptaciones a las condiciones ambientales adversas y se considera una fuerza impulsora en la evolución ^1. C. elegans es un organismo modelo utilizado con frecuencia para estudios en el desarrollo y la neurobiología. En condiciones ideales, C. elegans se desarrolla a través de cuatro estadios larvarios antes de entrar en la etapa reproductiva de adultos. Sin embargo, en condiciones de baja disponibilidad de alimentos y las altas densidades de población, C. elegans puede someterse a un interruptor de desarrollo y entrar en una de larga duración y resistente a la tensión etapa Dauer ^2. Dauers muestran varias diferencias morfológicas y de comportamiento de los no dauers que probablemente median esta resistencia al estrés. Las señales ambientales y los mecanismos genéticos que regulan la entrada dauer han sido ampliamente descrito ^{3, 4, 5, 6, 7.} Sin embargo, los mecanismos moleculares que controlan los cambios fenotípicos individuales que ocurren ddauer formación urante son menos conocidos.

El examen de los fenotipos dauer específica requiere la producción de animales dauer. Esto se puede lograr de tres maneras: 1) Levantar partir de un cultivo de C. hambre elegans, 2) uso de la formación de dauer constitutiva (daf-c) mutantes, 3) Inducción de la formación de dauer través de feromona purificado. Es relativamente sencillo para recoger dauers de una placa estándar NGM con una C. población elegans que ha agotado su suministro de alimentos-bacteriana. En nuestras manos, una placa estándar NGM originalmente se siembra con 50 l de OP50 Escherichia coli, se dejó crecer durante 3 días y posteriormente inoculadas con 3 – 4 adultos hermafroditas se mantuvo a 25 ° C, se agotará el suministro de alimentos dentro de una semana y producir varios miles dauers dentro de 3 días adicionales (además de numerosos no dauers hambre). Sin embargo, este método es insatisfactorio para examinar procesos que ocurren durante la muda en dauer. Es difícil determinar cuál de los varios miles de animales en un plato típico hambriento están entrando en dauer. Además, el uso de una placa de hambre no ofrece ninguna posibilidad para la sincronización. El uso de mutantes daf-c permite la sincronización y la generación fiable de dauers. Sin embargo, no hay garantía de que una mutación particular daf-c no afectará a otros fenotipos-dauer específica solo o en combinación con mutaciones adicionales.

La presencia de una feromona dauer se implicó por primera vez por Cassada y Russell y más tarde demostró por Golden y Riddle. La feromona dauer desde entonces se ha caracterizado químicamente ^{2, 8, 9, 10.} La feromona purificada consiste en una mezcla compleja de ascarosides, que en diferentes formas a regular los procesos conductuales y de desarrollo ^{9, 11.} Uso de un extracto de feromona dauer crudo permite inducción fiable controlada de dauers sincronizados en un fondo de tipo salvaje. </p>

El sistema nervioso y las células gliales asociadas se someten a la remodelación durante dauer larva formación ^{12, 13, 14.} Algunos de estos cambios son irreversibles, tales como la remodelación de las células de la glia durante dauer ^{13, 14.} Sin embargo otros eventos de remodelación son reversibles en un retorno a la favorable condiciones ambientales. Por ejemplo, un conjunto de cuatro neuronas IL2Q se someten a la remodelación neuronal rápida y reversible durante la formación de dauer incluyendo: arborización dendrítica, un interruptor de una sola dendríticas a las neuronas y los axones multidendritic remodelación ^12. Los métodos de la presente memoria permiten la formación de imágenes in vivo fiable de la neuroplasticidad inducida por estrés en un organismo modelo. Los métodos presentados para la producción y las pruebas de feromona dauer crudo se describen anteriormente y compilados a partir de varias fuentes de ^{4, 8, 15, 16, 17, 18.}