Obtenir des échantillons avec ralenti accéléré et inversé vieillissement dans le Honey Bee Modèle
Summary
Chez les travailleurs d'abeilles, le vieillissement dépend de comportements sociaux plutôt que sur l'âge chronologique. Ici, nous montrons comment les travailleurs-types avec des modèles très différents de vieillissement peuvent être obtenues et analysées pour la sénescence cellulaire.
Abstract
Sociétés d'animaux très sociaux disposent de grandes différences de durée de vie entre les individus étroitement liés. Chez les insectes sociaux, l'abeille est le meilleur modèle créé pour étudier la façon dont la plasticité dans la durée de vie et le vieillissement s'explique par des facteurs sociaux.
La caste des travailleurs des abeilles comprend nourrices, qui tendent le couvain et les abeilles butineuses, qui recueillent le nectar et le pollen. Des travaux antérieurs ont montré que les fonctions du cerveau et de la performance de vol sénescence plus rapidement dans les butineuses que chez les infirmières. Toutefois, les fonctions du cerveau peuvent récupérer, lorsque les butineuses reviennent à des tâches de soins infirmiers. Ces modèles de sénescence accélérée fonctionnelle et inversée sont liés aux niveaux de ressources métaboliques modifiées, à des altérations de la protéine abondance et de la fonction immunitaire. Vitellogénine, une protéine de jaune avec des fonctions adaptées à contrôle hormonal et de défense cellulaire, peut servir d'élément de régulation important dans un réseau qui contrôle les différentes dynamiques du vieillissement chez les travailleurs.
Ici, nous décrivons comment l'émergence d'infirmières et de butineuses peut être surveillé et manipulé, y compris la reprise de butineuses généralement de courte durée dans les infirmières de plus longue durée. Nos résultats représentatifs montrent comment les individus avec un âge chronologique se différencient en butineuses et nourrices dans des conditions expérimentales. Nous illustrons comment inversion comportementale de butineuses dos des infirmières peut être validé. Enfin, nous montrons comment les différents sénescence cellulaire peut être évaluée en mesurant l'accumulation de lipofuscine, un biomarqueur universel de la sénescence.
Pour étudier les mécanismes qui peuvent lier les influences sociales et vieillissement plasticité, ce protocole fournit un outil standardisé mis d'acquérir du matériel de l'échantillon concerné, et d'améliorer la comparabilité des données entre les études futures.
Introduction
Les structures de la colonie complexes des animaux très sociaux sont maintenus grâce à l'interaction d'une caste de reproduction, et une caste d'aide de typiquement travailleurs non-croisements avec des comportements différents de la tâche sociale. Dans les différentes catégories de travailleurs, des adaptations physiologiques spécifiques permettent des comportements de soins de sib distinctes, et sont également liés à des différences de durée de vie extrêmes. Les abeilles et les rats-taupes représentent modèles animaux les mieux développés pour étudier comment la socialité est liée à des motifs de l'accélération, négligeable ou inversé vieillissement 1-3.
Dans les colonies d'abeilles, une seule reine de ponte est assisté par des milliers de travailleurs qui tendent le couvain, le fourrage pour la nourriture, et de s'engager dans la garde, la thermorégulation ou comportements d'hygiène 4. Parmi ces travailleurs sont les butineuses très courte durée de vie, nourrices avec intermédiaire, et l'hiver (diutinus) abeilles avec une durée de vie plus longue. Les individus, cependant, ne sont pas liées de façon permanente à une certaine wode type rker, mais afficher une ontogenèse du comportement souple: ils changent de comportement de la tâche sociale à l'autre («castes temporelles»). Abeilles Callow peuvent changer à couvain tendant nourrices, qui a finalement peut changer à la recherche de nourriture à l'extérieur. Cependant, les abeilles inexpérimenté de nidification peuvent aussi se transformer en abeilles d'hiver la plus longue durée de vie, et les butineuses de courte durée peuvent même revenir en infirmières généralement de plus longue durée. Les travailleurs avec une extrême (abeilles d'hiver) et intermédiaire (nourrices) durée de vie ont bien développé production et de stockage organes alimentaires avec des ressources abondantes – par opposition à butineuses de courte durée (examinés dans 1,5). Cependant, que la réglementation de la durée de vie individuelle va au-delà de simples changements dans l'équilibre d'une personne ressource est suggéré par les recherches sur une protéine de jaune, qui a des fonctions adaptées divers dans la non-reproduction travailleur caste, comme la production de gelée 6, contrôle hormonal 7, immunitaire 8 et anti-oxydant défense 9.
Les modèles de fbaisse unctional (sénescence) des disparités miroir de la durée de vie chez les travailleurs, établie pour olfactif, et aussi pour d'autres fonctions cérébrales ou motrices 10-13. Plus précisément, la baisse significative de la fonction d'apprentissage après seulement deux semaines de recherche de nourriture correspond à une progression de la mortalité similaire dans butineuses 14, par opposition à l'absence de baisse détectable (sénescence négligeable) des abeilles 15 hiver longue durée de vie.
Pour identifier les empreintes moléculaires du vieillissement souple, nous avons adapté paradigmes expérimentaux établis qui permettent de surveiller et de manipuler des transitions de type vieillissement 8,16,17. Expérience 1 détails la façon d'obtenir des échantillons dans lesquels les effets de l'âge chronologique et comportements sociaux spécifiques de type travailleur sur le vieillissement peuvent être séparés. Expérience 2 décrit le renversement des butineuses avec accélérées dans les nourrices avec la dynamique de vieillissement ralentis. Expérience 3 propose une approche pour sonder les effets de la sénescence cellulaire par anatomical quantification d'un biomarqueur établi pour le vieillissement cellulaire (lipofuscine) 18.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous adoptons ici approches décrites précédemment 8,16,17,19,20, et les intégrer dans un seul flux de travail qui facilitera l'étude de vieillissement souple chez les abeilles. Notre objectif est de fournir aux scientifiques qui sont novices dans ce domaine avec un outil normalisé fixé pour obtenir du matériel de l'échantillon concerné, et à améliorer la reproductibilité expérimentale entre différentes équipes de recherche. Bien que nos procédures sont simplifiées et ne nécessitent …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions Osman Kaftanoglu pour obtenir des conseils utiles et d'assistance pendant le tournage. Nous tenons à remercier les relecteurs anonymes pour les commentaires perspicaces. Ce travail a été soutenu par le Conseil norvégien de la recherche (accorde 180504, 191699, 213976 et), Marie Curie/FP7 (projet ref. 238665), le National Institute on Aging (NIA subvention P01 AG22500), et les 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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