Ottenere campioni con rallentato, accelerato e invertito l'invecchiamento in Honey Bee Modello
Summary
In lavoratori api, l'invecchiamento dipende comportamenti sociali piuttosto che su età cronologica. Qui vi mostriamo come operaio-tipo con modelli molto diversi di invecchiamento possono essere ottenuti e analizzati per senescenza cellulare.
Abstract
Società di animali altamente sociali presentano grandi differenze di durata della vita tra gli individui strettamente correlati. Tra gli insetti sociali, l'ape è il miglior modello istituito per studiare come la plasticità della durata della vita e l'invecchiamento è spiegata da fattori sociali.
La casta dei lavoratori delle api mellifere comprende api nutrici, che tendono la covata, e bottinatrici, che raccolgono il nettare e polline. Il lavoro precedente ha dimostrato che le funzioni cerebrali e le prestazioni di volo senesce più rapidamente in bottinatrici che in infermieri. Tuttavia, le funzioni cerebrali possono recuperare, quando bottinatrici tornano a compiti di cura. Tali modelli di senescenza accelerata funzionale e rovesciato sono legati al mutamento livelli di risorse metaboliche, alterazioni proteina abbondanza e funzione immunitaria. Vitellogenina, una proteina tuorlo con funzioni adatte a controllo ormonale e difesa cellulare, può servire come un importante elemento regolatore in una rete che controlla le diverse dinamiche di invecchiamento nei lavoratori.
Qui si descrive come l'emergere di infermieri e raccoglitori possono essere monitorati, e manipolato, compresa l'inversione di raccoglitori in genere di breve durata in infermieri più longevo. I nostri risultati rappresentativi mostrano come gli individui con età cronologica simili si differenziano in bottinatrici e le api nutrici in condizioni sperimentali. Noi rappresentiamo come inversione comportamentale da bottinatrici torna agli infermieri può essere convalidato. Infine, mostriamo come i diversi senescenza cellulare può essere valutata misurando l'accumulo di lipofuscina, un biomarcatore universale della senescenza.
Per studiare i meccanismi che possono collegare influenze sociali e l'invecchiamento plasticità, questo protocollo fornisce uno strumento standardizzato di acquisire materiale campione significativo, e di migliorare la comparabilità dei dati tra gli studi futuri.
Introduction
Le strutture complesse colonia di animali altamente sociali sono mantenuti attraverso l'interazione di una casta riproduttiva e una casta aiutante di tipicamente lavoratori non per la riproduzione di diversi comportamenti di attività sociale. Nei diversi lavoratori, specifici adattamenti fisiologici consentono comportamenti di cura sib distinte, e sono anche legate alle differenze di durata della vita estreme. Le api da miele e ratti talpa rappresentano i modelli animali più sviluppati per studiare come socialità è legata a modelli di accelerazione, trascurabile o invertita invecchiamento 1-3.
Nelle colonie api, una regina sola deposizione delle uova è assistita da migliaia di lavoratori che tendono la covata, foraggio per il cibo, e di impegnarsi in guardia, termoregolazione o comportamenti di igiene 4. Tra questi lavoratori sono estremamente breve durata bottinatrici, api nutrici con rialzato, e in inverno (diutinus) api con durata di vita più lunga. Individui, tuttavia, non sono legati in via permanente un certo worker-tipo, ma visualizzare un ontogenesi comportamentale flessibile: cambiano da un comportamento missione sociale ad un altro ("caste temporali"). Api Callow possono cambiare a covata tendente api nutrici, che alla fine può cambiare foraggiamento di fuori. Tuttavia, le api imberbe nido possono anche trasformarsi in api invernali più longevi e raccoglitori di breve durata può anche tornare in infermieri in genere più longeve. Lavoratori con estrema (le api invernali) ed intermedio (api nutrici) durata della vita sono ben sviluppati di produzione e stoccaggio di alimenti organi con le risorse abbondanti – al contrario di raccoglitori di breve durata (recensiti 1,5). Tuttavia, che il regolamento di vita individuale va al di là dei semplici cambiamenti nel bilanciamento delle risorse di un individuo è suggerito da una ricerca su una proteina tuorlo, che ha diverse funzioni adattate nel non-riproduzione lavoratore casta, come la produzione di gelatina 6, controllo ormonale 7, immune 8 e antiossidante difesa 9.
Modelli di fdeclino unzion (senescenza) disparità specchio durata della vita tra i lavoratori, come stabilito per olfattivo, e anche per altri cerebrali funzioni di motore o 10-13. In particolare, il significativo declino della funzione di apprendimento dopo solo due settimane di foraggiamento corrisponde a una progressione di mortalità simile a bottinatrici 14, in contrasto con la mancanza di declino rilevabile (senescenza trascurabile) in api lunga durata invernali 15.
Per identificare le impronte molecolari dell'invecchiamento flessibile abbiamo adattato paradigmi sperimentali consolidati che consentono di monitorare e manipolare l'invecchiamento di tipo transizioni 8,16,17. Esperimento 1 dettagli su come ottenere campioni in cui gli effetti dell'età cronologica e lavoratore-tipo specifici comportamenti sociali in materia di invecchiamento possono essere separati. Esperimento 2 descrive l'inversione di raccoglitori con accelerati in api nutrici con dinamiche di invecchiamento rallentato. Esperimento 3 fornisce un approccio per sondare gli effetti della senescenza cellulare da parte anatomical quantificazione di un biomarcatore stabilito per l'invecchiamento cellulare (lipofuscina) 18.
Protocol
Representative Results
Discussion
Noi adottiamo qui descritto in precedenza si avvicina 8,16,17,19,20, e integrarli in un unico flusso di lavoro che faciliterà lo studio dell'invecchiamento flessibile di api mellifere. Il nostro obiettivo è quello di fornire agli scienziati che sono alle prime armi in questo campo con uno strumento standardizzato di avere materiale campione significativo, e per migliorare la riproducibilità sperimentale tra i diversi gruppi di ricerca. Mentre le nostre procedure sono semplificate e non richiedono attre…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Osman Kaftanoglu per utili consigli e assistenza durante le riprese. Vorremmo ringraziare i revisori anonimi per i commenti penetranti. Questo lavoro è stato sostenuto dal Consiglio norvegese della ricerca (concede 180.504, 191.699 e 213.976), Marie Curie/FP7 (progetto rif. 238665), il National Institute on Aging (NIA concessione P01 AG22500), e Pew Charitable Trusts.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Apifonda | Südzucker AG, Mannheim/Ochsenfurt, Germany | ||
| paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | |
| phosphate-buffered saline | Sigma-Aldrich | P4417 | |
| Glycerol | Merck | 1.04094.1000 |
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