א<em> Caenorhabditis elegans</em> מצב תזונתיים מבוססי Assay Assersion

Caenorhabditis elegans שימש מודל לחקר הנוירוביולוגיה במשך עשרות שנים בשל הקלות היחסית בניתוח המעגל של מערכת העצבים המורכבת רק 302 נוירונים ¹ . בתנאי שהאורגניזם מסתמך על תגובה לרמזים סביבתיים, חלק גדול ממערכת העצבים מוקדש לוויסות השילוב של אותות סביבתיים ² . למרות הפשטות של מערכת העצבים שלה, C. elegans יכול לזהות ולהגיב על אותות סביבתיים מגוונים כולל repellents ³ , ⁴ , ⁵ טמפרטורות ⁵ , ואפילו לחות ⁶ . כישלון לשלב אותות סביבתיים כמו שצריך נקשר מספר הפרעות התנהגותיות תנאים ניווניות במערכות מודל יונקים ^{7- 9.} עם מגוון של מודלים של מחלות עצביות זמינות ¹⁰ ב C. elegans ופיתוח של nematode מסכי התרופות ¹¹ , אורגניזם זה הוכיח להיות מערכת שימושית לחקר נוירוביולוגיה. בהתחשב בזמינות של מיפוי nematode connectome ¹ ומוטציות כמעט כל גן בגנום nematode ¹² , ההבנה שלנו של מערכת העצבים nematode, ועל ידי הארכה שלנו, מוגבל חלקית על ידי העיצוב של מבחני המתאים מבחינה יצירתית.

מספר מבחני chemotaxis פותחו במהלך 40 השנים האחרונות כדי להעריך היענות nematode לגירויים מגוונים שונים ^{3 , 4 , 13 , 14 , 15} . הניסוי הראשוני כלל את ההקדמה של גירוי סביבתי חריף בעוד תולעת בודדת משוטטת על צלחת אגר= "Xref"> 3 ^{, 14 , 16} . נרשמו שינויים מיידיים בתגובות קטריות. לדוגמה, octorol ריחניים נדיפים ניתן להחיל על השיער ו wafted מול האף nematode כדי לעורר את החניכה של תנועה לאחור בתולעים סוג בר ¹⁷ . מבחנים מורכבים יותר פותחו גם כדי לשלב משתנים מרובים כאמצעי להערכת בחירה התנהגותית ¹⁸ . וריאציה של assay זה כרוך בשימוש של פתרון נחושת כדי ליצור מחסום midline מרתיע ⁴ . אטרקציה, כלומר דיאכטיל, הונחה על צד אחד של המכשול הכימי עם תולעים שהועברו ממקור הדיאצטיל. תולעים פגומות לתגובות נחושת נחפזות חצו מיד את המכשול כדי להגיע לדיאצטיל, בעוד שתולעים מסוג בר נדחקו בתחילה על ידי המכשול. התגובות נצבעו כאשר התולעים התקרבו לראשונה למחסום הנחושתללא תצפיות לטווח ארוך.

כאשר תולעים מוערכים לאחר עוברים תנאי רעב, הרגישות שלהם לגירויים סביבתיים הוא ירד ¹⁹ . כאשר octanol כימית מרתיעה הוא wfted מול האף nematode, אורגניזמים סוג בר לעורר תנועה לאחור בתוך 3 – 5 s כאשר על מזון. לאחר אורגניזמים אלה הוסרו מן המזון במשך 10 דקות, הם מפגינים תגובה מאוחרת של 8 – 10 s ²⁰ . לכן, עם רעב מוגבר, נמטודות להציג תגובה מרתיעה מופחתת אותות סביבתיים מזיקים כמו החיפוש אחר מזון הופך חיוני יותר להישרדות. לעומת זאת, נמטודות כי over-express קולטן neuropeptide 9 ( npr-9) , לא מגיבים אוקטנול על או ביטול מזון ולהציג חוסר היכולת להגיב על מספר גירויים מרתיעה ²¹ . אלה npr-9 (GF) אורגניזמים גם לא לשנות את תדירות היפוך שלהם בנוכחות מזון, אבל יכולהפוך בתגובה לגירויים מגע קשים המציין כי הם מסוגלים תנועה לאחור ²¹ . יש לנו גם העריכו npr-9 (LF) מוטציות בהתחשב בכך שהם מפגינים תדירות היפוך ירד באופן חריג את האוכל עדיין יכול לווסת את התנהגותם בנוכחות מזון ²¹ . צימוד המצב התזונתי של התולעת עם ההקדמה של גירויים חיצוניים חריפים סייעה בבירור המנגנונים שבאמצעותם מסלול הקשור למזון יכול לשנות את מסלולי האיתות החושי ^{22 , 23} . הנוכחות של מזון בסביבה נמטודות שימש גם כדי להעריך תגובות אתנול הנסיגה ²⁴ . בניסוי זה, תולעים הודגרו בריכוזים שונים של אתנול ולאחר מכן הונחו על צלחת אגר עם כתם של מזון המכונה "assay גזע מזון". תיקון המזון הונח על קצה אחד של הצלחת בעוד נמטודות wEre הניח ממקור המזון. נסיגה אתנול הוערך על ידי מדידת משך הזמן הנדרש עבור תולעים להגיע חתיכת מזון.

זה מבוסס תזונת נחושת assay מבוסס בונה על assay גזע מזון לשלב משתנים סביבתיים נוספים, כלומר מזון ונחושת, תוך הערכת שינויים התנהגותיים לאורך זמן. זוהי הסתגלות של פרוטוקול שימוש נפוץ ברחבי הקהילה elegans C. ⁴ . פרוטוקול זה נעשה שימוש כדי להעריך תגובות מרתיעה ואיתור מזון על פני תקופה של ארבע שעות ²¹ . מאז התולעת של התנהגויות רעב התערוכה לאחר 30 דקות של מניעת מזון ²⁵ , אנחנו גם מסוגלים להעריך כיצד שינויים במצב התזונתי יכול להשפיע על תגובות סביבתיות. התנאים של assay זה למדוד כיצד אורגניזמים ניסיוני לשנות את התגובה לגירויים מרתיעה לאורך זמן, ומכאן זה מעריך שינויים התנהגותיים כמואורגניזמים מתקדמים לעבר מדינה מורעבת (והמשיכו מדידות של רעב ממושך). מאחר שחיות ה- NF-9 (GF) אינן משנות את התנהגותן בתגובה לאוכל או לרמזים מרתיעים רבים, ביקשנו לזהות אם הגירעונות ההתנהגותיים הללו ימשיכו להתקיים בהקשר של רעב. בסופו של דבר, זה עיצוב assay כבר ניסח במיוחד כדי להעריך את npr-9 (GF) מוטציות אבל יכול להיות מותאם נוספת גם לאפיין זנים חדשניים.