विषाक्त पदार्थों के ट्रांस और बहु-पीढ़ी के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए Caenorhabditis elegans का उपयोग करना
Summary
पर्यावरण में और मानव स्वास्थ्य पर उनके दीर्घकालिक परिणामों को पहचानने में लगातार रसायनों के ट्रांस और बहु-पीढ़ी के प्रभाव आवश्यक हैं। हम मुक्त रहने वाले सूत्रकृमि केनोरब्डाइटिस एलेगेन्सका उपयोग करके ट्रांस और बहु-पीढ़ी के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए उपन्यास विस्तृत तरीके प्रदान करते हैं.
Abstract
रसायनों की विषाक्तता के बारे में जानकारी उनके आवेदन और अपशिष्ट प्रबंधन में आवश्यक हैं. कम सांद्रता पर रसायनों के लिए, दीर्घकालिक प्रभाव पर्यावरण में और मानव स्वास्थ्य पर उनके परिणामों को पहचानने में बहुत महत्वपूर्ण हैं. लंबी अवधि के प्रभावों का प्रदर्शन करने में, हाल के अध्ययनों में पीढ़ियों से अधिक रसायनों के प्रभाव नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं. यहाँ हम मुक्त रहने वाले सूत्रकृमि केनोरब्डाइटिस एलेगेन्सका उपयोग करके अनेक पीढ़ियों से अधिक रसायनों के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए प्रोटोकॉलों का वर्णन करते हैं। दो पहलू प्रस्तुत किए गए हैं: (1) ट्रांस-जेनरेशनल (टीजी) और (2) बहु-पीढ़ीगत प्रभाव अध्ययन, जिनमें से बाद बहु पीढ़ी के जोखिम (एमजीई) और बहु पीढ़ी के अवशिष्ट (एमजीआर) प्रभाव अध्ययन के लिए अलग है। टीजी प्रभाव अध्ययन एक सरल उद्देश्य के साथ मजबूत है निर्धारित करने के लिए कि क्या माता पिता के लिए रासायनिक जोखिम वंश पर किसी भी अवशिष्ट परिणाम में परिणाम कर सकते हैं. के बाद प्रभाव माता पिता पर मापा जाता है, सोडियम hypochlorite समाधान माता पिता को मारने और वंश रखने के लिए इतनी के रूप में वंश पर प्रभाव माप की सुविधा के लिए उपयोग किया जाता है. टीजी प्रभाव अध्ययन का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि जब उनके माता-पिता प्रदूषकों के संपर्क में होते हैं तो संतान प्रभावित होती है या नहीं। एमजीई और एमजीआर प्रभाव अध्ययन का व्यवस्थित उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि क्या सतत पीढ़ीगत जोखिम के परिणामस्वरूप पीढ़ियों से वंशमें वंशमें अनुकूली अनुक्रियाएँ हो सकती हैं। सावधान पिक-अप और हस्तांतरण प्रत्येक पीढ़ी पर प्रभाव माप की सुविधा के लिए पीढ़ियों भेद करने के लिए उपयोग किया जाता है। हम भी चलन व्यवहार, प्रजनन, उम्र, जैव रासायनिक और जीन अभिव्यक्ति परिवर्तन को मापने के लिए प्रोटोकॉल संयुक्त. कुछ उदाहरण प्रयोगों को भी ट्रांस और बहु पीढ़ी के प्रभाव अध्ययन वर्णन प्रस्तुत कर रहे हैं.
Introduction
रसायनों के अनुप्रयोग और अपशिष्ट प्रबंधन कुछ सांद्रता पर उनके प्रभाव की जानकारी पर अत्यधिक निर्भर है। विशेष रूप से, समय प्रभाव और सांद्रता के बीच एक और आवश्यक तत्व है. कहने का तात्पर्य यह है कि रसायन, विशेष रूप से वास्तविक वातावरण में कम सांद्रता वाले लोगों को औसत दर्जे का प्रभाव1को उत्तेजित करने के लिए समय की आवश्यकता होती है। इसलिए, शोधकर्ताओं पशु प्रयोगों में जोखिम अवधि के विभिन्न लंबाई की व्यवस्था, और यहां तक कि पूरे जीवन चक्र को कवर. उदाहरण के लिए, चूहों को इसके विषाक्त प्रभावों का अध्ययन करने के लिए 30, 90 या 180 दिनों के लिए निकोटीन के संपर्क में आया 2. फिर भी, इस तरह के जोखिम की अवधि अभी भी प्रदूषकों के दीर्घकालिक प्रभावों को स्पष्ट करने के लिए पर्याप्त नहीं है (उदाहरण के लिए, लगातार जैविक प्रदूषक [POPs]) जो पर्यावरण में जीवों की पीढ़ियों से अधिक समय तक चल सकते हैं। इसलिए, पीढ़ियों से प्रभाव पर अध्ययन अधिक से अधिक ध्यान प्राप्त कर रहे हैं.
पीढ़ीगत प्रभाव अध्ययन में दो मुख्य पहलू हैं। पहला है ट्रांस-जेनरेशनल (टीजी) प्रभाव अध्ययन जो मजबूती से परीक्षण कर सकता है कि क्या माता-पिता के रासायनिक संपर्क के परिणामस्वरूप संतान ों पर कोई परिणाम हो सकताहै 3. दूसरा एक एक बहु पीढ़ी के प्रभाव का अध्ययन है जो जोखिम और अवशिष्ट प्रभाव दोनों में विचारों के साथ अधिक व्यवस्थित है. एक तरफ, बहु पीढ़ी जोखिम (MGE) प्रभाव लंबे समय तक चुनौतीपूर्ण वातावरण के लिए पशुओं में अनुकूली प्रतिक्रियाओं वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है. दूसरी ओर, बहु पीढ़ी के अवशिष्ट (एमजीआर) प्रभाव जोखिम के बाद लंबी अवधि के अवशिष्ट परिणामों को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि मातृ जोखिम पहली संतान और दूसरे के लिए रोगाणु लाइन जोखिम के लिए भ्रूण जोखिम के साथ साथ है संतान जो तीसरी संतान को पहली पीढ़ी के रूप में पूरी तरह से जोखिम4से बाहर कर देती है .
हालांकि स्तनधारियों (जैसे, चूहों) विशेष रूप से मनुष्य के संबंध में विषाक्तता अध्ययन में मॉडल जीव हैं, पीढ़ीगत प्रभाव का अध्ययन करने में उनके आवेदन काफी समय लेने वाली है, महंगी और नैतिक रूप से संबंधित 5. तदनुसार, क्रस्टेशियन डैफिनिया मैग्ना6,कीट ड्रोसोफिला मेलेनोगैस्टर7 और जेब्राफिश दानियो रीरियो8सहित जीव वैकल्पिक विकल्प प्रदान करते हैं। फिर भी, इन जीवों या तो मनुष्य के लिए समानता की कमी है, या अध्ययन में विशिष्ट उपकरणों की आवश्यकता है.
Caenorhabditis elegans एक छोटे से मुक्त रहने वाले सूत्रकृमि (लगभग 1 मिमी लंबाई में) एक लघु जीवन चक्र के साथ (लगभग 84 एच पर 20 डिग्री सेल्सियस)9है। यह सूत्रकृमि अनेक जैविक मार्ग ों का जो्दुम है , जो मनुष्यों के प्रतिरूढ़िवादी हैं और इसलिए विभिन्न तनावों या विषैले 10 के प्रभावों को दर्शाने के लिए इसे व्यापक रूप से नियोजित किया गया है . विशेष रूप से, सूत्रकृमि के 99.5% हेमेफ्रोडाइट हैं जो इस जीव को पीढ़ीगत प्रभावों का अध्ययन करने में अत्यंत उपयुक्त बनाते हैं, जैसे भारी धातुओं और सल्फोनामाइडों के टीजी प्रभाव3,11, सोने के नैनोकणों और भारी के एमजीई प्रभाव धातु12 और तापमान13, सल्फोनामाइड14के एमजीआर प्रभाव , और गामा विकिरण15 और लिन्डेन4के एमजीई और एमजीआर दोनों प्रभाव . इसके अलावा, चूहों और सी elegans16,17,जो extrapolate करने के लिए एक लाभ प्रदान करेगा के विकास और प्रजनन पर रसायनों (उदा., zearalenone) के प्रभाव के बीच तुलनीय परिणाम पाए गए मनुष्य के लिए इस छोटे जानवर से प्रभाव.
दोनों टीजी और एमजी प्रभाव अध्ययन समय लेने वाले हैं और सावधान डिजाइन और प्रदर्शन की जरूरत है. विशेष रूप से, ऊपर उल्लिखित अध्ययनों में जीवन-स्तरीय विकल्पों, जोखिम की स्थितियों और पीढ़ी पृथक्करण विधियों में मतभेद मौजूद थे। इस तरह के मतभेदों ने परिणामों के बीच प्रत्यक्ष तुलना में बाधा डाली और परिणामों की आगे की व्याख्या में बाधा डाली। इसलिए, टीजी और एमजी प्रभाव अध्ययन मार्गदर्शन करने के लिए एक समान प्रोटोकॉल स्थापित करना, और दीर्घकालिक परिणामों में विभिन्न विषाक्त पदार्थों या प्रदूषकों के समान पैटर्न प्रकट करने के लिए एक बड़ी तस्वीर भी प्रदान करना आवश्यक है। वर्तमान प्रोटोकॉल के अधिलक्ष्य सी एलिगन्सके साथ ट्रांस और बहु-पीढ़ी के प्रभावों के अध्ययन में स्पष्ट प्रचालन प्रक्रियाओं को प्रदर्शित करेंगे। प्रोटोकॉल शोधकर्ताओं कि विषाक्त पदार्थों या प्रदूषकों के दीर्घकालिक प्रभाव का अध्ययन करने में रुचि रखते हैं लाभ होगा.
Protocol
Representative Results
Discussion
वर्णित प्रोटोकॉल को सफलतापूर्वक संचालित करने के लिए निम्नलिखित सुझावों पर विचार किया जाना चाहिए। एक बाँझ वातावरण में समग्र प्रयोगात्मक आपरेशन प्रदर्शन. अनुचित संचालन ई. कोलाई उपभेदों के संदूषण ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| agar powder | OXOID, Thermo Fisher Scientific, UK | 9002-18-0 | |
| 79nnHT Fast Real-Time PCR System | Applied Biosystems | ||
| 96-well sterile microplate | Costar，Corning，America | ||
| Autoclave sterilizer | Tomy, Tomy Digital Biology, Japan | ||
| Biosafety cabinet | LongYue, Shanghai longyue instrument equipment co. Ltd, China | ||
| calcium chloride | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 10043-52-4 | |
| centrifuge 5417R | Eppendorf, Ai Bende (Shanghai) International Trade Co., Ltd, Germany | ||
| Centrifuge tubes | Axygen, Aixjin biotechnology (Hangzhou) co. Ltd, America | ||
| cholesterol | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 57-88-5 | |
| Dimethyl sulfoxide | VETEC, Sigmar aldrich (Shanghai) trading co. Ltd, America | 67-68-5 | |
| disodium hydrogen phosphate | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 7558-79-4 | |
| ethanol | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 64-17-5 | |
| Filter | Thermo, Thermo Fisher Scientific, America | ||
| incubator | YiHeng17, Shanghai yiheng scientific instrument co. Ltd, China | ||
| inoculating loop | |||
| K2HPO4•3H2O | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 16788-57-1 | |
| kraft paper | |||
| Mcroplate Reader | Boitek, Boten apparatus co. Ltd, America | ||
| MgSO4•7H2O | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 10034-99-8 | |
| Microscopes XTL-BM-9TD | BM, Shanghai BM optical instruments manufacturing co. Ltd, China | ||
| Petri dishes | |||
| Pipette | Eppendorf, Ai Bende (Shanghai) International Trade Co., Ltd, Germany | ||
| Potassium chloride | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 7447-40-7 | |
| potassium dihydrogen phosphate | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 7778-77-0 | |
| Qiagen RNeasy kits | Qiagen Inc., Valencia, CA, United States | ||
| QuantiTect SYBR Green RT-PCR kits | Qiagen Inc., Valencia, CA, United States | ||
| RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit | Thermo Scientific, Wilmington, DE, United States | ||
| sodium chloride | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 7647-14-5 | |
| sodium hydroxide | Sinopharm chemical reagent company Ltd, China | 1310-73-2 | |
| sodium hypochlorite solution | Aladdin, Shanghai Aladdin biochemical technology co. Ltd, China | 7681-52-9 | |
| tryptone | OXOID, Thermo Fisher Scientific, UK | 73049-73-7 | |
| yeast extract | OXOID, Thermo Fisher Scientific, UK | 119-44-8 |
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