On-talep Kantitatif Analiz için mikroakışkan tabanlı Electrotaxis<em> Caenorhabditis elegans</em> 'Locomotion
Summary
Içinde isteğe bağlı hareket ikna etmek için bir yarı-otomatik mikro-elektro-akışkan yöntemi<em> Caenorhabditis elegans</em> Tarif edilmektedir. Bu yöntem mikroakışkan kanalları içinde hafif elektrik alanlar ("electrotaxis") yanıt solucanlar nörofizyolojik fenomen dayanmaktadır. Mikroakışkan electrotaxis nöronal sağlığı etkileyen faktörler için ekrana bir hızlı, duyarlı, düşük maliyetli ve ölçeklenebilir tekniği olarak hizmet vermektedir.
Abstract
Nematod Caenorhabditis elegans için hastalıkla ilişkili gen ve yollar yanı sıra yetiştirme kolaylığı onun korunması biyomedikal araştırmalar için çok yönlü bir model organizmadır. Çeşitli C. elegans hastalık modelleri gibi dopaminerjik (DA) nöronlar 1 dejenerasyon içeren Parkinson hastalığı (PD), nörodejeneratif hastalıkların da dahil olmak üzere, bildirilmiştir. Transgenlerin ve nörotoksik kimyasal hem de nörodejenerasyonun ve sinir-koruyucu genler ve bileşikler için ekranlar 2,3 temelinde soruşturma sağlayan, DA ve nörodejenerasyonunun solucanlar buna bağlı olarak hareket kusurlar ikna etmek için kullanılmıştır.
C gibi düşük ökaryotlarda Ekranlar elegans nöronal sinyal etkileyen bileşikler ve genleri tanımlamak için verimli ve ekonomik bir yol sağlar. Geleneksel ekranlar genellikle elle yapılan ve görsel kontrol atacak, dolayısıyla, zaman-eksileriniuming ve insan hataları eğilimli. Ayrıca, hücresel seviyede analiz en odak hareket ihmal ederek, bu hareket bozuklukları için özellikle önemli bir parametredir.
Biz C. kontrol ve rakamlarla yeni bir mikroakışkan tarama sistemi (Şekil 1) geliştirdik elegans 'hareket mikro içinde elektrik alan uyaranlara kullanarak. Bir Doğru Akım (DC) alanında sağlam katot doğru hareket ("electrotaxis") 4-talep neden olduğunu göstermiştir. Alanın kutup değiştirme solucan hızlı bir şekilde de yönünü tersine çevirmek için neden olur. Ayrıca dopaminerjik ve diğer duyusal nöronlarda kusurları yüzme yanıt 5 değiştirebilir göstermiştir. Bu nedenle, nöronal sinyal anormallikleri bir okuma-out olarak hareket kullanılarak belirlenebilir. Hareket cevap doğru hız, vücut bükme frekans ve ters zaman yüzme gibi parametreleri bir dizi kullanarak ölçülebilir.
<p class = "jove_content"> Çalışmalarımız electrotactic yanıt yaşla birlikte değişir olduğunu ortaya koymuştur. Özellikle, genç yetişkinler elektrik alanları daha düşük bir dizi cevap ve larva 4 ile karşılaştırıldığında daha hızlı hareket. Bu bulgular bize pasif yaş ve fenotip 6 ile solucanlar sıralamak için yeni bir mikroakışkan cihaz tasarımı yol açtı.Ayrıca darbeli DC solucanlar tepki test edilmiş ve Akım (AC) elektrik alanları Alternatif var. C. hem de çeşitli İş döngülerinin Pulsed DC alanlarında etkili oluşturulan electrotaxis elegans ve kuzeni C 7 briggsae. Başka bir deneyde, 1 Hz ila 3 kHz arasında frekanslarda simetrik AC alanları kanal 8 içine solucanlar immobilize.
Microfluidic ortamda elektrik alan uygulanması electrotaxis testin hızlı ve otomatik yürütme sağlar. Bu yaklaşım faktörler için yüksek verimli genetik ve kimyasal ekranlar kolaylaştırmak için vaat ediyornöronal fonksiyonu ve canlılığı etkileyen.
Protocol
Representative Results
Discussion
İlk Chuang ve arkadaşları 11,12 dielectrophoretic manipülasyon çalışmaları Gabel ve arkadaşları ve bina tarafından tanımlanan davranış fenomen yararlanarak, bizim mikroakışkan tabanlı electrotaxis tahlil hareket olarak kullanarak solucanlar nöronal aktivite soruşturma için, kolay sağlam ve duyarlı bir yöntem sağlar bir çıkış. Hareket parametrelerin analizi farklı genotipleri arasında kantitatif karşılaştırılması sağlar. Birlikte Mikrokanallı imalat ve elektrik alan uygula…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar mali destek için kendi Erken Araştırmacılar Ödülü Programı aracılığıyla Doğa Bilimleri ve Kanada'nın Mühendislik Araştırma Kurumu, Kanada Araştırma Sandalyeler Programı, Sağlık Araştırma Kanada Enstitüleri ve Araştırma ve Yenilik Bakanlığı Ankara teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Acetone | CALEDON Labs | 1200-1-30 | |
| Methanol | CALEDON Labs | 6700-1-30 | |
| Isopropanol | CALEDON Labs | 8600-1-40 | |
| SU-8 | Microchem Corp. | Y131273 | SU-8 100 |
| SU-8 Developer | Microchem Corp. | Y020100 | |
| 92×16 mm Petri dish | Sarstedt | 82.1473.001 | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Contains elastomer base and curing agent | |
| Function generator | Tektronix Inc. | Model AFG3022B | |
| Amplifier | Trek Inc. | Model 2210-CE | |
| Syringe pump | Harvard Apparatus | 70-4506 | Model 11 ELITE |
| Hot plate | Fisher Scientific | 11675916Q | Model HP131725Q |
Riferimenti
- Kuwahara, T., Koyama, A., et al. Familial Parkinson mutant α-synuclein causes dopamine neuron dysfunction in transgenic Caenorhabditis elegans. J. Biol. Chem. 281 (1), 334-340 (2006).
- Kuwahara, T., Koyama, A., et al. A systematic RNAi screen reveals involvement of endocytic pathway in neuronal dysfunction in a-synuclein transgenic. 17 (19), 2997-3009 (2008).
- Su, L. J., Auluck, P. K., et al. Compounds from an unbiased chemical screen reverse both ER-to-Golgi trafficking defects and mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease models. Dis. Model Mech. 3 (3-4), 194-208 (2010).
- Rezai, P., Siddiqui, A., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Electrotaxis of Caenorhabditis elegans in a microfluidic environment. Lab Chip. 10 (2), 220-226 (2010).
- Salam, S., Ansari, A., et al. A microfluidics set up to study neuronal degeneration and identification of neuroprotective compounds in C. elegans. , (2013).
- Rezai, P., Salam, S., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Electrical sorting of Caenorhabditis elegans. Lab Chip. 12 (10), 1831-1840 (2012).
- Rezai, P., Salam, S., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Effect of pulse direct current signals on electrotactic movement of nematodes Caenorhabditis elegans and Caenorhabditis briggsae. Biomicrofluidics. 5 (4), 044116 (2011).
- Rezai, P., Siddiqui, A., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Behavior of Caenorhabditis elegans in alternating electric field and its application to their localization and control. Appl. Phys. Lett. 96 (15), 153702 (2010).
- van Ham, T. J., Thijssen, K. L., Breitling, R., Hofstra, R. M., Plasterk, R. H., Nollen, E. A. C. elegans model identifies genetic modifiers of alpha-synuclein inclusion formation during aging. PLoS Genet. 4, e1000027 (2008).
- Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetica. 77 (1), 71-94 (1974).
- Gabel, C. V., Gabel, H., Pavlichin, D., Kao, A., Clark, D. A., Samuel, A. D. Neural circuits mediate electrosensory behavior in Caenorhabditis elegans. J. Neurosci. 27 (28), 7586-7596 (2007).
- Chuang, H. -. S., Raizen, D. M., Lamb, A., Dabbish, N., Bau, H. H. Dielectrophoresis of Caenorhabditis elegans. Lab Chip. 11 (4), 599-604 (2011).
- Cronin, C. J., Mendel, J. E., Mukhtar, S., Kim, Y. -. M., Stirbl, R. C., Bruck, J., Sternberg, P. W. An automated system for measuring parameters of nematode sinusoidal movement. BMC Genet. 6, 5 (2005).
- Manière, X., Lebois, F., Matic, I., Ladoux, B., Meglio, J. -. M. D. i., Hersen, P. Running worms: C. elegans self-sorting by electrotaxis. PLoS One. 6 (2), e16637 (2011).
