Wir danken W. Ryu für Beratung zu unserem ersten Imaging Set-up, Z. Gitai für den Vorschlag, ImageJ 13 zu verwenden, um Würmer zu zählen, und J. Ashraf für die Hilfe bei Google SketchUp. CTM ist ein Pew Scholar in der Biomedical Sciences, ein McKnight Scholar und ein Keck Scholar.

<ol>
	<li>Bargmann, C. I., Hartwieg, E., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odorant-selective+genes+and+neurons+mediate+olfaction+in+C.+elegans.">Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans.</a> Cell. 74, 515-515 (1993).</li><li>Ward, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+by+the+nematode+Caenorhabditis+elegans:+identification+of+attractants+and+analysis+of+the+response+by+use+of+mutants.">Chemotaxis by the nematode Caenorhabditis elegans: identification of attractants and analysis of the response by use of mutants.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 70, 817-817 (1973).</li><li>Bono, M. d. e., Maricq, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+substrates+of+complex+behaviors+in+C.+elegans.">Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans.</a> Annu Rev Neurosci. 28, 451-451 (2005).</li><li>Mori, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+chemotaxis+and+thermotaxis+in+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">Genetics of chemotaxis and thermotaxis in the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Annu Rev Genet. 33, 399-399 (1999).</li><li>Zhang, Y., Lu, H., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenic+bacteria+induce+aversive+olfactory+learning+in+Caenorhabditis+elegans.">Pathogenic bacteria induce aversive olfactory learning in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 438, 179-179 (2005).</li><li>Kauffman, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin+signaling+and+dietary+restriction+differentially+influence+the+decline+of+learning+and+memory+with+age.">Insulin signaling and dietary restriction differentially influence the decline of learning and memory with age.</a> PLoS Biol. 8, e1000372-e1000372 (2010).</li><li>Torayama, I., Ishihara, T., Katsura, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+integrates+the+signals+of+butanone+and+food+to+enhance+chemotaxis+to+butanone.">Caenorhabditis elegans integrates the signals of butanone and food to enhance chemotaxis to butanone.</a> J Neurosci. 27, 741-741 (2007).</li><li>Silva, A. J., Kogan, J. H., Frankland, P. W., Kida, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CREB+and+memory.">CREB and memory.</a> Annu Rev Neurosci. 21, 127-127 (1998).</li><li>Meyer, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iterative+image+transformations+for+an+automatic+screening+of+cervical+smears.">Iterative image transformations for an automatic screening of cervical smears.</a> J Histochem Cytochem. 27, 128-128 (1979).</li><li>Otsu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Threshold+Selection+Method+from+Gray-Level+Histograms.">A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms.</a> IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 9, 62-62 (1979).</li><li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans.">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77, 71-71 (1974).</li><li>Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dimensionality+and+dynamics+in+the+behavior+of+C.+elegans.">Dimensionality and dynamics in the behavior of C. elegans.</a> PLoS Comput Biol. 4, e1000028-e1000028 (2008).</li><li>Abramoff, M. a. g. e. l. h. a. e. s., Ram, P. J., J, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Processing+with+ImageJ.">Image Processing with ImageJ.</a> Biophotonics International. 11, 36-36 (2004).</li></ol>

Die C. elegans olfaktorischen assoziativen Lernens und des Gedächtnisses Assays hier vorgestellten unterscheiden zwischen den Prozessen der massierten Lernen, voneinander Lernen, Kurzzeitgedächtnis und Langzeitgedächtnis. Diese Assays basieren auf der Würmer &#39;Fähigkeiten, Lebensmittel-und chemischen Gerüche in ihrer Umgebung 1,2 Gefühl und positive Assoziationen zwischen den beiden zu bilden. 6 Darum sind die Tests sehr empfindlich auf Hunger in der Startelf Population von Tieren, und große Sorgfalt muss darauf zu achten, dass Würmer und werden vor und nach dem Training zugeführt werden. Einzel massierten Ausbildung Erträge kurzfristig assoziativen Gedächtnisses. Die erhöhte Anzahl der Konditionierung Zeiten und Abständen Schulungen Paradigma ist von entscheidender Bedeutung für die Erreichung langfristiger assoziativen Gedächtnisses in C. elegans, wie es in anderen Organismen. 6,8 Vielleicht Assay könnte geändert werden, um langfristige Erinnerungen an Assoziationen zwischen verschiedenen bedingten und unbedingten Reize zu erzeugen. Unsere assoziative Lernen und Gedächtnis-Tests können verwendet werden, um die Lern-und Gedächtnis-Fähigkeiten von Wildtyp Alterung oder genetische Mutanten Tieren zu vergleichen. Zum Beispiel wird während beide assoziativen Lernens und langfristigen assoziativen Gedächtnisses Fähigkeiten Rückgang der Alterung Wildtyp-Würmer, Lernen ist mehr mit dem Alter bei Tieren mit reduziertem Insulin-Signalisierung und Lernen und Gedächtnis aufrechterhalten länger mit dem Alter in kalorisch eingeschränkt Tiere gehalten. 6 Diese Assays sind auch zugänglich für RNAi-Behandlung oder pharmakologische Manipulation von C. elegans. Zum Beispiel verbessert die Behandlung von Würmern mit daf-2 RNAi kurz-und langfristigen assoziativen Gedächtnisses, und umgekehrt stört Blockade der Gen-Transkription und Proteinsynthese mit Drogen (Actinomycin D und Cycloheximid bezeichnet) während der Abstand Ausbildung Langzeitgedächtnis Bildung. 6 Das Langzeitgedächtnis ist ein Prozess, der entscheidend für das Überleben in allen Tieren ist, und es scheint, dass ein Großteil der molekularen Maschinerie in Erinnerung an einen Pawlowschen Verein beteiligt ist, von Würmern bis zu den Säugetieren konserviert. 6 Die Fähigkeit zu unterscheiden und zu testen assoziatives Lernen, kurz Sicht-und Langzeitgedächtnis mit diesen olfaktorischen Tests macht C. elegans ein ausgezeichnetes System für die weitere Untersuchung des Gedächtnisses, und können Einblick in neurodegenerative Prozesse, die zum Verlust von Lernen und Gedächtnis beim Menschen führen können.

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Sodium Azide</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>S227</td>
<td>Prepare 1 M concentration in distilled water</td>
</tr>
<tr>
<td>Ethyl Alcohol 190 Proof</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pharmco-Aaper</td>
<td>DSP-CT-18</td>
<td>&gt;95% Ethanol may have impurities that interfere with chemotaxis assays</td>
</tr>
<tr>
<td>2-Butanone 99+%</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Acros</td>
<td>14967-0010</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Basler IEEE-1394/FireWire Area Scan CMOS Camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT56-683</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>InfiniMite Video Lens &#x2013; Alpha Industrial</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT56-202</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Dolan-Jenner MI-150 Fiber Optic Illuminator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT55-718</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>8&#x201D; x 8&#x201D; Backlight</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Schott Fostec</td>
<td>A08927</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Standard Boom Stand</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT54-120</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>3/4&#x201D; Post Adaptor for Boom Stands</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT54-124</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Standard Fixed 1/4-20 Mounting Plate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT54-122</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

c. elegans positive butanone learning, short-term, and long-term associative memory assays

Die Erinnerung an Erfahrungen und gelernten Informationen ist entscheidend für die Organismen an Entscheidungen, die ihr Überleben Hilfe zu machen. C. elegans navigiert ihre Umwelt durch Neuronen-spezifischen Nachweis von Nahrungsmittel-und chemische Gerüche 1, 2, und kann nutritive Staaten mit chemischen Gerüche 3, Temperatur 4 und die Pathogenität eines Lebensmittels Quelle 5 zu verbinden. Hier beschreiben wir Untersuchungen von C. elegans assoziativen Lernens sowie kurz-und langfristigen assoziativen Gedächtnisses. Wir modifizierten einen aversiven olfaktorischen Lernparadigma 6 bis produzieren stattdessen eine positive Antwort; der Test beinhaltet hungernden ~ 400 Würmer, dann füttern die Würmer in der Gegenwart des AWC Neuron-spürte flüchtigen Lockstoff Butanon bei einer Konzentration, die eine geringe chemotaktische Index hervorruft (ähnlich zu Toroyama et al. 7). Ein Standard-Bevölkerung Chemotaxis assay1 testet die Würmer &quot;Anziehungskraft auf die Geruchsrezeptoren sofort oder Minuten bis Stunden nach der Konditionierung. Nach der Konditionierung Wildtyp-Tieren &quot;Chemotaxis zu Butanon erhöht ~ 0,6 Chemotaxis Index-Einheiten, die&quot; Learning Index &quot;. Assoziativen Lernens ist abhängig von der Anwesenheit von Nahrung und Butanon während des Trainings. Pairing Essen und Butanon für eine einzelne Dauer der Konditionierung (&quot;massiert training&quot;) produziert kurzfristige assoziative Speicher, ~ 2 Stunden dauert. Mehrere Klimaanlage Perioden mit Ruhezeiten zwischen (&quot;Abstand training&quot;) liefert langfristige assoziativen Gedächtnisses (&lt;40 Stunden) und ist abhängig von der cAMP Response Element Binding Protein (CREB), 6 ein Transkriptionsfaktor für das Langzeitgedächtnis über erforderliche Spezies. 8 Unser Protokoll enthält auch Methoden der Bildanalyse für die schnelle und genaue Bestimmung der Chemotaxis-Indizes. Kontrastreiche Bilder von Tieren auf Chemotaxis Assay-Platten werden erfasst und durch Zählen Wurm Software in MatLab analysiert. Die Software korrigiert für unebene Hintergrund mit einer morphologischen tophat Transformation. 9 Otsu-Verfahren wird dann verwendet, um einen Schwellenwert zu trennen Würmer aus dem Hintergrund bestimmen. 10 Sehr kleine Partikel werden automatisch entfernt größere nicht-Wurm Regionen (Blechkanten oder Agar Schläge) sind entfernt durch manuelle Auswahl. Die Software schätzt dann die Größe der einzelnen Wurm durch das Ignorieren Regionen, die über einem bestimmten maximalen Größe sind und unter die mittlere Größe der übrigen Regionen. Die Zahl der Würmer wird dann durch Division der gesamten Fläche als belegt durch Würmer identifiziert durch die geschätzte Größe eines einzelnen Wurms geschätzt. Wir haben festgestellt, dass das Lernen und die kurz-und Langzeitgedächtnis unterschieden werden können, und dass diese Prozesse ähnlich wichtige Moleküle teilen mit höheren Organismen. 6,8 Unsere Tests können schnell zu testen neue Kandidatengene oder Moleküle, die Lern-und kurz-oder langfristig beeinflussen Kurzzeitgedächtnis in C. elegans, die relevant über Arten sind.

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C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

Hier beschreiben wir Methoden zu testen, C. elegans assoziativen Lernens sowie kurz-und langfristigen assoziativen Gedächtnisses. Diese Bevölkerung Assays verwenden die Würmer Fähigkeiten chemotax Richtung flüchtigen Geruchsstoffe und bilden positive Assoziationen bei Paarung Essen mit dem Lockstoff Butanon. Erhöhung der Zahl der Konditionierung Perioden induziert Langzeitgedächtnis.

C. elegans Positive Butanone Learning, kurzfristige und langfristige Assoziative Speicher Assays

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment ...

c-elegans-positive-butanone-learning-short-term-long-term-associative

Research

JoVE Journal

Neuroscience

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

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