Caenorhabditis elegans Neurons에 대한 살충제의 영향 조사
Summary
젊은 성인 Caenorhabditis elegans 선충류는 2-24 시간 동안 상업적 살충제 또는 기타 독성 물질의 농도에 노출됩니다. 이어서, 상이한 뉴런은 형광-발현 균주를 사용하여 가시화될 수 있다. 이 논문은 선충류를 살충제에 노출시키고 뉴런 손상을 평가하는 방법을 보여줍니다.
Abstract
Caenorhabditis elegans 는 화학 오염 물질, 살충제 및 다양한 독성 물질에 대한 노출의 결과를 이해하기 위해 많은 연구 실험실에서 사용되는 강력한 모델 유기체입니다. 이 선충류는 작업하기 쉽고 학부 생물학 실험실에서도 새로운 연구 결과를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 정통적이고 학생 중심의 연구 프로젝트로 구성된 여러 주간의 실험실 시리즈는 행동 측정, 세포 생물학 및 현미경 검사에 대한 기술 및 접근 방식의 툴킷을 학생들에게 교육하여 프로젝트에 적용합니다. 그 툴킷의 한 가지 기술은 살충제와 같은 화학 독성 물질에 노출 된 후 신경 퇴행성 손상을 나타내는 뉴런의 비율을 정량화하는 것입니다. 젊은 성인 C. elegans 선충류는 2-24 시간 동안 상업적으로 이용 가능한 살충제 또는 다른 유형의 독성 물질의 다른 농도에 노출 될 수 있습니다. 그런 다음 학부생은 C. elegans의 형광 발현 균주를 사용하여 다양한 뉴런 아형을 시각화 할 수 있습니다. 이러한 기술은 정교한 이미지 처리 소프트웨어가 필요하지 않으며 낮은 배율에서도 효과적이므로 값 비싼 공초점 현미경이 필요하지 않습니다. 이 논문은 선충류를 살충제로 치료하는 방법과 뉴런을 이미지화하고 점수를 매기는 방법을 보여줍니다. 또한 뉴런 형태학의 현미경 검사 및 분석을위한 간단한 프로토콜을 제공합니다. 이 기술에 사용 된 자료는 저렴하고 대부분의 학부 생물학 부서에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 이 기술은 운동, 기저 감속 또는 알을 낳는 것과 같은 행동 측정과 결합하여 잠재적으로 출판 가능한 일련의 실험을 수행하고 학부생에게 매우 저렴한 비용으로 진정한 연구 경험을 제공 할 수 있습니다.
Introduction
Caenorhabditis elegans 는 입문 및 중급 학생을위한 생물 과학 과정의 실험실 과정 교육을위한 훌륭한 모델 유기체입니다. 이 실험실 절차는 C. elegans 행동 및 세포 생물학에 일반적으로 사용되는 살충제의 다양한 효과를 탐구하는 여러 주 모듈의 일부로 사용할 수 있습니다. 학생들은 데이터 분석 및 프리젠 테이션 기술을 가르치는 독립적 인 프로젝트를 설계하고 수행하는 방법을 배울 수 있습니다. 이 논문은 C. elegans 를 살충제 혼합물에 노출 시킨 다음 뉴런 형태학에 미치는 영향을 관찰하고 분석하는 프로토콜에 중점을 둡니다.
잔디 화학 살충제 혼합물은 주거 및 농업 용도로 널리 사용되며 모든 지역 정원 상점에서 구입할 수 있습니다. 인간과 야생 동물에 대한 이러한 화학 물질의 안전성에 대한 우려가 증가하고 있습니다 1,2,3. 학생들은 과학 문헌을 읽고 실험 평가를위한 살충제를 선택할 수 있으며, 그렇게함으로써 기본 생물학 및 신경 생물학뿐만 아니라 실험 설계 및 분석과 같은 중요한 실험실 기술, 피펫팅 및 직렬 희석, 해부 현미경, 형광 현미경, 디지털 사진 및 그림 생산과 같은 일반적인 실험실 기술에 대해 배울 수 있습니다.
이 논문에 설명 된 프로토콜은 생물학 또는 신경 과학의 중간 수준 과정에서 단독으로 서있을 수 있거나 특정 뉴런 그룹에 의해 관리되는 행동의 측정을 포함 할 수있는 여러 주 모듈의 일부가 될 수 있습니다. 예를 들어, 이 프로토콜에 기재된 것은 콜린성 뉴런4에서 GFP(LX 929)를 발현하는 선충류의 균주를 사용하여 운동운동을 지배하는 콜린성 뉴런의 형태학의 평가이다. 이들 균주 는 Caenorhabditis elegans Genetics Center (https://cgc.umn.edu/)로부터 매우 저렴한 가격으로 얻을 수 있다. 도파민성 뉴런(OH 7457), 콜린성 뉴런(LX 929) 또는 모든 뉴런(PVX4)에서 발현되는 mCherry에서 GFP를 발현하는 균주는 모두 좋은 선택이다. 학생들은 또한 움직임을 측정하고 형태학 평가에 수반되는 데이터를 얻을 수 있습니다. 여러 주간의 학생 그룹 프로젝트에 대한 자세한 설명은 Susman5에서 찾을 수 있습니다.
이 학생 그룹 프로젝트는 매우 저렴하고 네 명의 학생 그룹을 위해 쉽게 설정할 수 있습니다. 필요한 재료에는 해부 현미경, 부착 된 디지털 카메라를 가질 수있는 형광 화합물 현미경에 대한 액세스, 페트리 플레이트 및 선충류 성장 한천에 대한 액세스, 성장 제한 박테리아 (CGC의 균주 OP50), 가스 화염 분젠 버너 또는 알코올 램프, 오토클레이브, 백금 와이어 및 마이크로 피펫터, 현미경 슬라이드와 같은 일반 실험실 용품, 커버 슬립과 유리 파스퇴르 피펫. 학생 그룹에 의해 검사되는 화학 독성 물질에 따라, 프로토콜의 단계는 흄 후드 또는 장갑으로 발생해야 할 수도 있습니다. 이 프로토콜은 수용성 (휘발성이 아님) 화학 혼합물을 사용하며 제조업체가 권장하는 모든 안전 처리 절차를 따릅니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 원고에 설명 된 프로토콜은 단독으로 또는 여러 주간의 독립적 인 학생 그룹 프로젝트의 일환으로 성공적으로 작동합니다. 이 프로토콜은 또한 독립형, 일주일 간의 탐험 경험에 적용 할 수 있습니다. 선충류 균주는 저렴하고 연구 실험실에서 유지하기가 쉽습니다. 학생들은 웜 픽으로 웜을 선택하는 방법이나 물로 판을 플러시하고 중력에 의해 정착 할 수있게하여 웜을 움직이는 방법을 쉽게 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 원고에 설명 된 작업은 신경 과학의 중간 수준의 수업을 위해 수행되었습니다. 시약 및 공급을위한 기금은 Vassar College의 생물학과에서 제공했습니다. 현미경 및 디지털 이미징 시스템은 Vassar College의 생물학과에서도 제공되었습니다. 저자는이 과정을 수강 한 많은 학생들에게 감사드립니다.
Materials
| Agar | Fisher Scientific | BP97445 | |
| Agarose | Fisher Scientific | MP1AGAH0250 | |
| Alcohol lamp | Fisher Scientific | 17012826 | |
| Bunsen burner | Fisher Scientific | 17-012-820 | |
| C. elegans strains | C. elegans Genetics Center | ||
| CaCl | Fisher Scientific | 10035-04-8 | |
| Cholesterol | Fisher Scientific | AAA1147030 | |
| Coverslips | Fisher Scientific | 12-545-AP | |
| Digital camera | Nikon | These can vary depending on the requirement | |
| Dissecting scope | Nikon | SMZ745 | |
| E. coli strain (OP50) | C. elegans Genetics Center | ||
| Ethanol | Fisher Scientific | BP2818100 | |
| Fluorescent scope | Nikon | These can vary depending on the requirement | |
| Imaging software | Nikon | These can vary depending on the requirement | |
| Inoculation loop | Fisher Scientific | 131045 | |
| LB Broth Base | Fisher Scientific | BP9723-500 | |
| MgSO4 | Fisher Scientific | 10034-99-8 | |
| Microfuge tubes | Fisher Scientific | 05408129 | |
| Microscope slides | Fisher Scientific | 22-265446 | |
| Pasteur pipets | Fisher Scientific | 13-678-20A | |
| Petri dishes | Fisher Scientific | AS4050 | |
| Pipette tips | Fisher Scientific | 94060316 | |
| Pipetters | Fisher Scientific | 14-386-319 | |
| Platinum wire | Genesee Scientific | 59-1M30P | |
| Potassium Phosphate buffer | Fisher Scientific | AAJ61413AP | |
| Sodium azide | Fisher Scientific | AC447810250 |
References
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