<em> Caenorhabditis elegans</em> Анализ на основе меди на основе питательных веществ

Caenorhabditis elegans использовался как модель для изучения нейробиологии в течение десятилетий из-за относительной легкости анализа схем нервной системы, состоящей только из 302 нейронов ¹ . При условии, что организм зависит от реагирования на экологические сигналы, большая часть нервной системы предназначена для регулирования интеграции экологических сигналов ² . Несмотря на простоту своей нервной системы, C. elegans может обнаруживать и реагировать на различные экологические сигналы, включая репелленты ³ , аттрактанты ⁴ , температуру ⁵ и даже влажность ⁶ . Неспособность надлежащим образом интегрировать экологические сигналы были связаны с рядом поведенческих расстройств и нейродегенеративных состояний в модельных системах млекопитающих ^{7- 9.} С рядом доступных моделей нейронных заболеваний ¹⁰ в C. elegans и разработке фармацевтических экранов ¹¹ нематод, этот организм оказался полезной системой для изучения нейробиологии. Учитывая наличие сопоставленного нематодного соединения ¹ и мутаций почти для каждого гена в геноме ¹² нематоды, наше понимание нервной системы нематод и, в свою очередь, наше собственное, частично ограничено разработкой творчески подходящих анализов.

За последние 40 лет был разработан ряд анализов хемотаксиса для оценки реакции нематод на различные отклонения от априорных стимулов ^{3 , 4 , 13 , 14 , 15} . Первоначальные эксперименты включали введение острого экологического стимула, в то время как один червь, брошенный на агаровой пластине= "Xref"> 3 ^{, 14 , 16} . Были зафиксированы немедленные изменения в локомоторных ответах. Например, летучий октанол одоранта можно наносить на волосы и доноситься перед носом нематоды, чтобы стимулировать инициирование обратной локомоции у червей дикого типа ¹⁷ . Были также разработаны более сложные анализы для включения нескольких переменных в качестве средства оценки поведенческого выбора ¹⁸ . Вариант этого анализа влечет за собой использование медного раствора для создания протективного срединного барьера ⁴ . Аттрактант, а именно диацетил, помещался с одной стороны химического барьера с червями, перенесенными из диацетильного источника. Черви, дефектные для медных отвратительных реакций, немедленно пересекали барьер, чтобы достичь диацетила, в то время как черви типа дикого типа первоначально были отбиты барьером. Ответы были оценены, когда черви впервые приблизились к медной барьерБез долгосрочных наблюдений.

Когда черви оцениваются после условий голодания, их чувствительность к экологическим стимулам снижается ¹⁹ . Когда аверсивный химический октанол доносится до носа нематоды, организмы дикого типа стимулируют движение назад в течение 3-5 секунд при еде. После того как эти организмы были удалены из пищи в течение 10 мин, они проявляют задержанный ответ 8 – 10 с ²⁰ . Таким образом, при повышенном голодании нематоды проявляют сниженный отвратительный ответ на вредные экологические сигналы, поскольку поиск пищи становится более важным для выживания. Напротив, нематоды, которые экспрессируют нейропептидный рецептор 9 ( npr-9) , не реагируют на октанол на или вне пищи и проявляют неспособность реагировать на ряд отвратительных стимулов ²¹ . Эти npr-9 (GF) организмы также не модулируют свою частоту разворота в присутствии пищи, но могутОбратные в ответ на суровые прикосновения, указывающие на то, что они способны к обратной локомоции ²¹ . Мы также оценили мутанты npr-9 (LF), учитывая, что они проявляют аномально уменьшенную частоту разворота от пищи, но могут модулировать их поведение в присутствии пищи ²¹ . Сочетание состояния питания червя с внедрением острых внешних раздражителей помогло в выяснении механизмов, с помощью которых связанный с пищей путь мог широко модулировать сенсорные сигнальные пути ^{22 , 23} . Присутствие пищи в среде нематод также использовалось для оценки ответов на вывод этанола ²⁴ . В этом эксперименте черви инкубировали в различных концентрациях этанола и затем помещали на агаровую пластину с патчем с пищей, известным как «анализ расы пищи». Патч для еды был помещен на один край пластины, а нематоды wОтделяются от источника пищи. Вывод этанола оценивали путем измерения продолжительности времени, необходимого для того, чтобы черви достигли участка пищи.

Этот анализ на основе питания, основанный на питании, основан на анализе продовольственной расы для интеграции дополнительных переменных окружения, а именно продуктов питания и меди, при оценке изменений поведения с течением времени. Это адаптация широко используемого протокола в сообществе C. elegans ⁴ . Этот протокол использовался для оценки аверсивных ответов и обнаружения пищи в течение четырехчасового периода ²¹ . Поскольку поведение вирусов, вызывающих голод червя после 30 минут депривации пищи ²⁵ , мы также можем оценить, как изменения состояния питания могут влиять на экологические реакции. Условия этого анализа измеряют, как экспериментальные организмы изменяют отзывчивость к аверсивным стимулам с течением времени, следовательно, это оценивает поведенческие изменения какОрганизмы продвигаются к голодному состоянию (и продолжают измерения продолжительного голодания). Поскольку животные npr-9 (GF) не изменяют свое поведение в ответ на пищу или многие аверсивные сигналы, мы стремились определить, сохраняются ли эти поведенческие дефициты в контексте голодания. В конечном счете, эта конструкция анализа была разработана для специфической оценки мутантов npr-9 (GF), но может быть дополнительно адаптирована, чтобы также характеризовать новые штаммы.