כאן נתאר פרוטוקול פשוט להפקת במהירות מאות צמיחה נמטודות מדיה אגר, 96-ובכן תרבות צלחות עם מספרים עקביים של Caenorhhabditis elegans לכל טוב. תרבויות אלה שימושיים להקרנה פנוטיפי של אורגניזם שלם. אנו מתמקדים כאן באמצעות תרבויות אלה לכימיקלים מסך עבור אפקטים פרו-אריכות ימים.
Caenorhabditis elegans הוא אורגניזם שימושי לבדיקת השפעות כימיות על הפיזיולוגיה. מסכי מולקולה קטנה מהאורגניזם מציעים יתרונות משמעותיים לזיהוי אקטיביות כימית מבנים אותם ניתן לשנות פנוטיפים מורכבים כגון תוחלת החיים. המתוארים כאן הוא פרוטוקול פשוט בהפקת מאות לוחות 96-ובכן תרבות עם מספרים עקביים למדי של C. elegans היטב בכל. בשלב הבא, אנו לציין כיצד להשתמש תרבויות אלה למסך אלפי חומרים כימיים עבור אפקטים על תוחלת החיים של תולעים נימיות C. elegans. פרוטוקול זה עושה שימוש של זנים סטרילי רגיש לטמפרטורה, תנאים צלחת אגר לטיפול כדי להקל על ייצור תפוקה מהירה וגבוהה של תרבויות החיות מסונכרן להקרנה בבעלי חיים פשוטים.
כאן פרוטוקול המתואר שפותח להקרנה תפוקה גבוהה של תרכובות כימיות על ההשפעות על תוחלת החיים Caenorhabditis elegans . פרוטוקול עצמה ניתנת להתאמה בקלות מסכי פנוטיפי אחרים, כולל לימודי ניצול זנים של C. elegans כתב. פרוטוקול זה היה מנוצל בהצלחה לזהות תרכובת פעילים ביולוגית הרומן, NP1 (nitrophenyl-piperazine 1), זה בחריפות מאריך את תוחלת החיים של C. elegans באמצעות מנגנון הגבלת תזונתיים. NP1 אפיון של השפעתו על תוחלת החיים, כולל תיאור של המסלולים גנטי משחק, היה בעבר תיאר במקום1. דוח זה כולל גם תיאור של התוצאות של יישום בקנה מידה גדול של המסך. כאן נתאר בפירוט רב יותר הרבה את המתודולוגיה ואת ההתקנה של המסך עצמו, אשר היא מדרגית ליישומים שנינו קטן – ו large היקף.
המטרה זה הוביל ליצירתו של הפרוטוקול המתואר כאן הייתה לפתח פלטפורמה תרבות C. elegans מותר להקרנה מהירה של ספריות כימיים גדולים עבור הרומן חומרים פעילים ביולוגית. בעוד מסכי כימי בוצעו לפני הפיתוח של פרוטוקול זה, היו אלה בעיקר בקנה מידה קטן ו/או המועמד סוג מתקרב2,3. ואכן, רוב המסכים שבוצעה במעבדה על עשרות מתחמים מנוצל מתח מבחני עמידות, עם להיטים מוקרן על אריכות ימים תופעות4. מחקר זה ביקשו במקום ישירות למסך לאפקטים תוחלת החיים. למרבה הפלא, היו כמה תיאורים בספרות המדעית בזמנו של ביצוע מסכי כימיות בקנה מידה גדול עם C. elegans. אכן, לעומת סוגים אחרים של מסכי5,6,7, הקרנה כימיות בקנה מידה גדול באמצעות C. elegans נראו המועסקים תחת.
היו שני תיאורים בקנה מידה גדול כימיים המסכים של C . elegans ששימשו כבסיס לפיתוח גישה זו. הראשון היה מחקר אלגנטי מן המעבדה של פיטר רוי באמצעות מסכי כימי לזיהוי תרכובות יכול perturb את התפתחות בעלי חיים. המחקר ואז במעקב עם מסך מוטגנזה מכוונת קדימה כדי לזהות את המטרות גנטי של כימיקלים אלה8. פרוטוקול המתוארים במחקר זה נעשה שימוש פאטה 24-ובכן, אשר היה פשוט לתפעול לצרכים הספציפיים של מחקר זה (כמות מוגבלת של חומר כימי בספרייה ואני בחלל החממה זמינים מוגבל). המחקר השני היה של מייקל Petrascheck שאפתני וחדשני מולקולה קטנה מסך עבור תוחלת החיים הארכת כימיקלים9,10. המחקר הזה משמש 384-ובכן לוחיות והתרבויות נוזלי. התכונה העיקרית אחרים של מסך זה היה השימוש FUDR (5-fluorodeoxyuridine) כימית לעכב ייצור רומא. לאחר התחשבות ניכרת של פרוטוקול המתוארים במחקר זה, היו להימנע עיקור כימית והן תרבויות נוזלי של C. elegans .
למרות FUDR הוא בשימוש נרחב בניסויים תוחלת החיים C. elegans , היו חששות כי FUDR עלול לגרום תרופתיות בלתי צפויות או את FUDR עצמו יש השפעה על תוחלת החיים. לאחרונה זה הדאגה השנייה אומתה, לפחות בריכוזים מסוימים ובמיוחד בגיל 25 ° C11. כדי לעקוף את הבעיה של רומא זיהום, שימש C. elegans זן TJ1060, אשר בנמלים שתי מוטציות רגיש לטמפרטורה עצמאית (spe-9 (hc88) אני; rrf-3(b26)II) לבטל את ייצור הזרע ולא הוכחו להיות שימושי על תרבויות המונית של אוכלוסיות סינכרונית12. זן זה היה עקר לחלוטין 25 ° c, אך תייצר רומא בעת תרבותי ב 15-20 º C. מחקר זה משמש תנאי התרבות קונבנציונאלי, עם תולעים זוחל על פני השטח של אגר, כמו התוצאות המתקבלות עם נוזלי תרבויות אינן תמיד לשחזור עם פלטות אגר קונבנציונלי. בעוד תופעה זו אינה מובנת לחלוטין, זה הוכח כי תולעים תרבותי ב נוזלי להגיב ד ר (הגבלת תזונתיים) באופן שונה מאשר תולעים תרבותי על סטנדרטיים מדיה13,14. לכן סביר כי מדיה נוזלי יכול להסוות כמה מימטיקה ד ר כי אחרת להיות מזוהה עם המסך.
התיישב על אגר תרבות תנאים, אפשרויות שונות עבור הבקיע את הביצועים של בארות assay זו נחשבו. בעוד שונים האוטומטית או הדמיה המבוססת על מבחני היו זמינים, הם המתחייבות רכישה והיערכות טכנית מאתגר התקנים, אשר רובם היו לחדשו. בעוד בהתחשב באפשרויות אלה, זה היה חיוני כדי להפנות אל המסכים תוחלת החיים הקודם מכל הסוגים. בסופו של דבר, מחקר זה משמש שיטת הניקוד הותאם ממסך המעבדה סיו סילביה לי כל הגנום RNAi תוחלת החיים פנוטיפים15. באופן ספציפי, כל לוחות תוחלת חיים סידרו באופן זהה, אך רק הפקדים שלילי נוטרו. ברגע הלוחות שליטה שלילי אומתו שיש ליד התמותה השלם, בדיקת לוחות זכו בעבודת יד. במסך זה בקנה מידה גדול, תוצאות חיוביות שאושרו על-ידי בדיקה מחדש עם כימיקלים הטרי, באמצעות שהפקידים חזרות על הצד החיובי העיקרי.
כאן תארנו שיטה פשוטה עבור culturing C. elegans ב 96-ובכן צלחות. אנו מתארים תרבויות אלה לשימוש הקרנה כימי מבחני תוחלת החיים, אך הם יכולים לשמש עבור סוגים רבים של מבחני. בזמן התנאים תרבות רב טוב לסינון כימי כבר קודם לכן דיווח8, כולל עבור תוחלת החיים ניתוח10, וזמינותו המתוארים כאן שונה במספר דרכים. וזמינותו תוחלת החיים המתוארים כאן מנצל 96-ובכן צלחות מסתמך על מוטציות סטרילי (במקום עיקור כימית), משתמשת אגר תרבות בתנאים, משתמשת נוזל פשוט טיפול להעביר תולעים, הוא הבקיע באופן ידני על נקודת הקצה. הגישות השונות בשימוש assay הזה עשוי להיות לעזר לחוקרים מחפש הקרנת שיטות הכוללות תנאים אלה.
רכיבים חיוניים כדי פרוטוקול זה מרכז בעיקר על איכות הגלופות הופק עבור וזמינותו. ראשית, בעת ביצוע צלחות זה הכרחי כי השטח אגר הינו ללא בועות, פגמים אחרים. אלה בווריאציות פני אגר כמעט תמיד להוביל ומחילות ואובדן של הבאר. שנית, פרוטוקול זה מסתמך על הניגוב נוזלים הופקדו בשלבים סימום וההתקנה. . זה קריטי כי נוזלים אלה יוסרו לחלוטין, אבל אגר לא להפוך התייבש Anecdotally, נראה כי תולעים בבארות שאינם לגמרי מיובשים (שחייה בנוזל) יחיו זמן רב יותר יבשים כראוי וולס, בזמן ייבוש יתר הלוחיות מוביל לייבוש פיצוח של אגר, מה שמוביל תולעת ומחילות ואובדן. עוד אלמנט מכריע של פרוטוקול זה הוא שמירה על תנאים סטריליים. כמו עם כל assay תוחלת החיים, יש הרבה עבודה רגשית עם הגדרת צלחת ולאחר זמן והזדמנויות רבות קיימות עבור assay הורס זיהום ליישב ולגדול על הלוחות.
בעוד וזמינותו תוחלת החיים המתוארים כאן הוא שימושי להקרנה של תרכובות C. elegans, זה מוגבל לרקע גנטי מסוים, כמו זה מסתמך על זן רגיש (ts) טמפרטורה סטרילית; השתמשנו TJ1060, שבו יש עקרות גבוהה penetrance. זה מגביל זנים הזמין להקרנה בשיטה זו. חלופה ניגש כולל חציית מוטציות סטרילי ts לתוך הרקע הרצוי או באמצעות עיקור כימי. לא ניסינו עיקור כימי עם assay הזה, אבל זה צריך להיות אפשרי. משוכות פוטנציאליים כוללים הצבת המעקר התולעים בשלב הנכון, את המינון הנכון. הפרוטוקול המתואר כאן משתמש מתקן נוזלי מהיר, אך אינו מופיע כדי לוותר על מבוגרים ביעילות. כך, תולעים אלה לפתח על הלוחות, ולכן חייבים להיות מטופלים עם עיקור כימי על הלוחות. קביעת המינון האופטימלי ואת התזמון יהיה חשוב להצלחה. אסטרטגיות אלטרנטיביות כוללים באמצעות שיטה שחולק שיכול להזיז מבוגרים. בעבר, מצאנו כי מכונות מסוגל לזהות ולמיין מבוגרים הם בדרך כלל איטית יותר מאשר המטפלים נוזל פשוט, אשר יכולים לדלג slurries הומוגנית של זחל על תנאי.
באופן כללי, אנו משתמשים בשיטה זו כדי במהירות מסך כימיקלים וטיפולים עבור גדול השפעות חיוביות על תוחלת החיים. השיטה זו יעילה במיוחד בעת שימוש במינונים מרובים, גבוהה לשכפל את המספרים, לסגור ניטור של פקדים שלילי כי הם תמיד מתוחזקים וביניהם בין הלוחות הבדיקה. פקדים חיוביים שימושיים גם בעת תכנון וביצוע המסכים המתואר בכתב היד. עם זאת, כדי להיות חיובי יעיל, הפקד יצטרך להיות חזק למדי ו/או חזקה מאוד. כאשר המסך במקור פרוס, תרכובת כראוי חזק וחזק לא היתה אפשרות לזהות. כיום, ישנם דיווחים רבים בספרות “הזדקנות” של מועמדים חיובי פקדים שימושיים במסכים המתוארים כאן. כפי שמתואר בסעיף מסך המועמד של המקטע התוצאות הצפויות של כתב יד זה, איור 2 , טבלה 1, מתחם NP1 הוא פקד חיובי יעיל עבור מסך זה. אנחנו בדרך כלל לאשר חיובי להיטים משנות את המסכים הבאים עם תוחלת חיים רגילה מבחני על צלחות תרבות 3 מ מ.
The authors have nothing to disclose.
אנו מודים Dipa Bhaumik, אהרון מילר, בוב יוז לקבלת סיוע טכני. זנים נמסרו על ידי CGC, אשר ממומן על ידי משרד NIH תוכניות תשתית מחקר (P40 OD010440). אנחנו אסירי תודה גאורגיה וודס ולבני לית’גו, Kapahi, Melov מעבדות לדיונים שימושי מ. ל נתמכה על ידי נבחרת מכונים לבריאות (NIH) הכשרה גרנט T32 AG000266 ואחווה אליסון רפואי קרן/אמריקאי הפדרציה של הזדקנות מחקר לפוסט. עבודה זו נתמכה על ידי מענק של מעבדות BioAge, מענק קרן Hillblom לארי ל’, כמו גם מכון הבריאות הלאומי מעניק UL1024917, תומך האיחוד מחקר בינתחומי על Geroscience, ו 1R01AG029631-01A1 אל G.J.L.
LB Broth Miller Granules | VWR | ||
Unispense | Wheaton Science Products | automated fluid dispensing apparatus | |
96 well assay plate; COSTAR 3370 | Corning | ||
Multidrop 384; automated 8 channel dispenser | Thermo Fisher Scientific | ||
manufactored worm pick | Genesee Scientific | ||
Belly Dancer Orbital Shaker | Stovall Life Science inc. | ||
microplate shaker; MTS 2/4 Digital | IKA Works, inc. | ||
automated 96-well liquid handler; Biomek FX Liquid Handler | Beckman Coulter | ||
automated 96-well liquid handler; Bench Top Pipettor | Sorenson Bioscience, inc. | ||
manual 8 or 12 multi-channel pipettes | we use rainin… | ||
transparent 96 well film cover; TempPlate RT Optical Film | USA Scientific | ||
table top centrifuge; Centrifuge 5810 R | Eppendorf |