Wir möchten Michael Kacergis für technische Hilfe und Lianfeng Wu danken für Diskussionen und das Lesen des Manuskripts. Diese Arbeit wurde durch ein Career Development Award vom NIH / NIDDK (K08DK087941 um AAS), einem NIH / NIDDK Ausbildungsförderung (5T32DK007028 zum ECP), die Ellison Medical Foundation New Scholar in Aging Award (AAS) und der Charles H unterstützt . Hood Foundation Child Health Research Award (AAS).

Ein. Vorbereitung der Rectangular Amp / Tet (A / T) LB Agar Platten und NGM IPTG RNAi Plates A / T Platten sollte 1-4 Wochen vor herstellen zu bedienen und in der Dunkelheit bei 4 ° C. <ol><li> Für 1 l Medien hinzufügen 1 L entionisiertem Wasser, 32 g LB-Agar, 1,5 ml 2 M NaOH und 2 g Bacto-Agar. Autoklavieren 40 min auf liquide Zyklus. Nach Abkühlen auf 60 ° C, 3 ml Tetracyclin und 0,5 ml Ampicillin. Gießen 45 ml Medium in jeder Platte. </li></ol> Bereiten Sie 96-well RNAi Platten 3 Tage bis 2 Wochen im Voraus. <ol start="2"><li> Auf 25 96er RNAi Platten gießen, bereiten 1 L Nematoden Wachstumsmedium (NGM): 1 L entionisiertem Wasser, 3 g NaCl, 17 g Agarose und 2,5 g Bactopepton. Autoclave flüssigen Zyklus bei 121 ° C für 40 min mit einem Rührstab. Abkühlen lassen, unter Rühren auf einer Heizplatte auf 60 ° C. </li><li> Nach dem Abkühlen auf 60 ° C, fügen Sie die folgenden Stammlösungen: 1 ml 1 M MgSO 4, 1 ml 5 mg / ml Cholesterin, 25 ml 1 M KH 2 </sub&gt; PO 4 (pH 6,0), 1 ml 1 M CaCl 2, 1 ml 200 mg / ml Carbenicillin und 5 ml 1 M IPTG (siehe Materialien Tisch für Rezepte). </li><li> Dispense 150 ul RNAi Medien in jede Vertiefung einer Flachboden-96-Well-Platte mit Hilfe eines elektronischen Mehrkanalpipette. Luftblasen vermeiden. Halten Medien in einem sterilen Behältnis aus Edelstahl in einem 60 ° C Wasserbad eingetaucht, während Abgabevorrichtung. </li><li> Halten RNAi Platten Niveau bis Agarose erstarrt. Platten können bis zu 2 Wochen gegossen werden im Voraus und bei 4 ° C. </li></ol> Tag 1 2. Stempel Gefrorene Bibliothek Platten auf Rectangular Amp / Tet (A / T) LB-Agarplatten <ol><li> Warm A / T-Platten auf Raumtemperatur, halten sie in der Dunkelheit. </li><li> Transfer 96-well Platten RNAi Bibliothek von -80 ° C bis Trockeneis. Öffnen Sie die Aluminium-versiegelte Platte nahe einem Bunsenbrenner. </li><li> Sterilisieren eine 96-pin-Replikator durch Eintauchen Pins seriell (10 sec jeweils) in 10% Bleichmittel, deionisiertes H 2 O und 70% EToh gefolgt, indem Stifte durch eine Flamme. Wiederholen EtOH und Flamme Schritt. </li><li> Bewerben Replikator gefrorenen 96-well RNAi Glycerin Lager, um sicherzustellen, jeder Stift berührt die Oberfläche jedes gut. </li><li> Stempel auf die A / T Platte, Zeichnen eines kleinen Kreis mit jedem Stift ohne Beschädigung Agaroberfläche. </li><li> Re-Siegel-oder Rückgabebelehrung Bibliothek Platten bis -80 ° C. Inkubieren gestanzt A / T-Platten bei 37 ° C über Nacht für Bakterienwachstum. </li></ol> Tag 2 3. Wachsen RNAi Bakterienklone Übernachtung in Deep-Well-Blocks <ol><li> Entfernen A / T-Platten von 37 ° C ein und bestätigen das Bakterienwachstum. </li><li> Füllen Sie jede Vertiefung einer 96-Well-Deep-Well-Block mit 1,5 ml LB mit 200 ug / ml Carbenicillin. </li><li> Sterilisieren 96-pin-Replikator (siehe Schritt 2.3). </li><li> Bewerben Replikator an der Spitze der A / T Platte, um sicherzustellen, Stifte Kontakt mit jedem bakteriellen RNAi-Klon. Heben Replikator und tauchen Stifte in den Deep-Well-Block. Swirl, und langsam entfernen, so dass certain nicht an benachbarte Brunnen verseuchen. </li><li> Seal Block mit breathe-easy Film. Inkubieren über Nacht bei 37 ° C unter Rühren (950 rpm in MT Infors Microtiteron II Shaker, bevorzugten oder 250 rpm in einem 25 mm-Wurf Schüttelinkubator). </li></ol> Tag 3 4. Seed RNAi Bakterienklone auf 96-Well NGM RNAi Plates <ol><li> Entfernen 96-Well-Platten RNAi von 4 ° C und auf Raumtemperatur erwärmt. </li><li> Entfernen Deep-Well-Blocks und zentrifugieren 10 min bei 4.000 x g. </li><li> Schnell invertieren Blöcke in Waschbecken, Medien ablaufen, und stempeln invertiert auf Papier Handtuch überschüssige Medien zu beseitigen. </li><li> Unter einer Sterilbank, fügen Sie 40 ul LB mit 200 ug / ml Carbenicillin in jede Vertiefung und Dichtung mit steriler Film. </li><li> Zurück Blöcken auf Raumtemperatur bakterielle Schüttler für 10 min zu Pellets resuspendieren oder manuell resuspendieren Pellets durch sorgfältige Pipettieren. </li><li> In der Laminarströmungshaube, entfernen sterile Film und Übertragung von Bakterien tiefWell-Blocks auf 96-Well Platten RNAi. Fügen Sie 40 ul der resuspendierten Bakterien Zeilen &#39;A&#39; und &#39;H&#39;, und 35 ul von allen anderen Zeilen. Flüssigkeit mehr zu Kante Vertiefungen der 96-Loch-Platte zu RNAi Übertrocknung und Rissbildung der Agarose verhindern zugegeben. </li><li> Lassen Platten abgedeckt sind, um in der Kapuze für 4-6 Stunden trocknen, Inspektion regelmäßig für Trockenheit. Dry Bakterien scheinen klar, nicht trübe. Cover, invertieren Platten und Inkubation über Nacht bei Raumtemperatur. </li></ol> 5. Bereiten Sie eine Synchronous Bevölkerung von Worms Zwei 10 cm-Platten mit vielen gravid Würmern gefüllt sind für Ei Vorbereitung für alle 6 96er RNAi-Platten verwendet. Achten Sie darauf, Würmer sind nicht verhungert für mindestens zwei Generationen (7 Tage). <ol><li> Bereiten Sie eine synchrone Bevölkerung von L1 wie zuvor beschrieben 20. Für 20 ml Bleichlösung verwenden 4 ml Bleichmittel, 1 ml NaOH (10 M), 5 ml deionisiertes H 2 O und 10 ml M9-Puffer. </li><li> Synchronisieren Würmern über Nacht in 10 ml M9 in einem 15 ml sterilePolypropylenröhrchen mit der Drehung bei 20 ° C. </li></ol> Tag 4 6. Fügen Worms RNAi Plates <ol><li> Zentrifuge Ei preps bei 3.000 xg für 1 min. Absaugen des Überstandes, bleiben weg von dem Pellet von L1 Jungtiere. Resuspendieren in 5 ml M9-Puffer mit 0,0005% Triton X-100. Neben der geringen Menge an Waschmittel verhindert Würmer vom Kleben an der Pipette und hat keinen Einfluss auf Fettfärbung. </li><li> Graf Würmer unter einem Mikroskop. Falls erforderlich, die Konzentration auf 10-15 Würmer pro Mikroliter. </li><li> In der laminaren Strömung Kapuze, für jeden 96-Well-Platte auf ausgesät werden, fügen Sie 75 ul der resuspendierten Würmer in jede Vertiefung einer Reihe von flachen und Assay-Block. Mit einer manuellen Mehrkanalpipette, fügen 50-75 Würmer in 5 ul in jede Vertiefung der 96-Well-RNAi Platten. </li><li> Erlauben Platten in der Haube für 30 bis 60 min trocknen. Nach dem Trocknen unter einem Mikroskop, sollte Würmer erscheinen zu kriechen, nicht verprügeln. </li><li> Wachsen Würmer auf RNAi Plattenbei 20 ° C für ~ 64 Stunden. </li></ol> Tag 7 7. Fix und Malfarben Worms in Nile Red <ol><li> Entfernen RNAi Platten aus Inkubator. Untersuchen Sie unter dem Mikroskop und Aufzeichnung verhungert oder Prügel (wet) Brunnen aus der weiteren Analyse ausgeschlossen, da diese Bedingungen Fettmasse beeinflussen. </li><li> Mit Hilfe eines elektronischen Repetierpipette, fügen Sie 150 ul PBS mit 0,01% Triton X-100 in jede Vertiefung einer RNAi Platte. Bei einer manuellen Mehrkanalpipette, mischen und Transfer Flüssigkeit mit Würmern auf die entsprechende Zeile in einer 96-Deep-Well-PCR-Platte. Verhindern, dass das Agar. Wiederholen Sie für eine Gesamtmenge von 300 ul Würmer in PBS pro Vertiefung. </li><li> Wenn vier Platten übertragen wurden, zentrifugieren Platten bei 500 rpm für 1 min. </li><li> Absaugen des Überstandes mit einem 96-poligen Vakuum Sauger, so dass ~ 25 ul Flüssigkeit und Wurm Pellet am Boden des Bohrlochs. </li><li> Fügen Sie 150 ul von 40% Isopropanol in jede Vertiefung zu Tieren zu beheben. Stellen Sie sicher, dass Pipette befindet sich auf einem ausreichend hohen Geschwindigkeit auf Wurm mischenPellet mit 40% igem Isopropanol. Inkubieren bei Raumtemperatur für 3 min. </li><li> Zentrifuge Platten bei 500 UpM für 1 Minute freigelegt. </li><li> Absaugen des Überstandes unter Verwendung eines 96-poligen Aspirator oder manuell, so dass nur 25 ul 40% Isopropanol + Wurm Pellet am Boden des Bohrlochs. </li><li> Zu jedem gut, fügen 150 ul Nilrot Färbelösung unmittelbar vor Gebrauch hergestellt: 6 ul Nilrot Stammlösung von 0,5 mg / ml in Aceton pro 1 ml 40% Isopropanol. </li><li> Seal Platte mit nicht-sterile Folie und Flecken in der Dunkelheit für mindestens 2 Stunden. </li></ol> 8. Wash und Image Worms auf einem High-Throughput-Mikroskop <ol><li> Zentrifuge bei 500 rpm für 1 min und saugen alle, aber 25 ul Nile roten Farbstoff. </li><li> Fügen Sie 150 ul PBS mit 0,01% Triton X-100 in jede Vertiefung und dunkel lagern für mindestens 30 min. </li><li> Zentrifuge bei 500 UpM für 1 Minute. </li><li> Mit einem 12-Kanal-Pipette, absaugen Tiere aus dem Boden jeder Vertiefung mit 2 x 7 ul schnelleSchlaganfälle und auf eine 96-well-Teflon gedruckten Glasobjektträger verzichten. Vorsichtig, ohne Entfernen von Würmern, entfernen Sie 9,5 l PBS aus jedem Well der Folie. Wenn Ihr Glasträger nicht passen direkt in Ihr Mikroskop mount, muss eine benutzerdefinierte bearbeitetem Aluminium Diahalter verwendet, um Würmer zu montieren. </li><li> Langsam senken Deckglas auf 96-Well-Folie. Dieser Schritt kann einige Übung, um Blasen zu vermeiden oder zu überqueren von Würmern in andere Vertiefungen. Sichere Ecken mit Klebkraft. </li><li> Bild Folie in Hellfeld-und Fluoreszenz mit einer GFP / FITC-Filter auf einem automatisierten Mikroskop eingestellt. Die Lipid-Signal Lichtbleichmittel einfach so sollte es in einer systematischen Weise in alle Wells abgebildet werden, nicht manuell, wie Ausbleichen zu künstlichen Unterschiede zwischen Brunnen führen wird. Für weitere Einzelheiten über Analyse, siehe Repräsentative Ergebnisse und Diskussion. </li></ol> 9. Biochemische Lipid Bestimmung mittels Festphasenextraktion (SPE) und Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC / MS) <p class=&quot;Jove_content&quot;&gt; Zur Validierung Lipidspiegel Nilrot auf Fluoreszenz basieren, gefolgt von Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyse (GC / MS) auf Fettsäure-Methylester (FAME) von Triacylglycerinen (TAG) und Phospholipiden (PL), abgeleitet durchgeführt werden Wurm Pellets. Steps mit organischen sollte unter einem Abzug durchgeführt werden. Es sollte darauf geachtet, dass Lipide unter Stickstoff von Licht bei längerer Lagerung oder Inkubationsschritte geschützt aufbewahrt werden, da sie sehr anfällig für Oxidation sind. Worm Pellets aus 2.500-5.000 synchrone Tiere werden als Eingabe verwendet, genau wie oben, außer dass die Tiere werden auf 10 cm RNAi-Platten gezüchtet vorbereitet. <ol><li> Waschen 2.500-5.000 Würmer von je 10 cm Platte mit 10 ml M9-Puffer in einem 15 ml konischen Polypropylen-Röhrchen. Pellet Würmern bei 500 xg für 1 Minute und waschen Pellet erneut mit 10 ml M9-Puffer. Pellet Tieren bei 500 x g. Absaugen lassen 250 ul Gesamtvolumen, und entweder einfrieren flüssigem Stickstoff und bei -80 ° C unter Stickstoff for eine spätere Verarbeitung oder gehen Sie direkt. </li><li> Der Wurm Pellet kann direkt übernommen werden, um 9,3 Schritt, wenn Triglycerid Masse an Phospholipid Masse 8,13,21 normalisiert werden. Wenn jedoch der Ermittler wünscht Normierung auf Proteingehalt oder DNA-Gehalt sollte die Schnecke Pellets auf der höchsten Intensität in einem Ultraschallbad für 10 min, 30 sec an, 30 Sekunden aus, bei 4 ° C beschallt werden Wenn Protein oder DNA Normalisierung gewünscht ist, entfernen Sie einen 5 ul Aliquot und bestimmen Gesamtproteinkonzentration mit einem Bradford-Reagenz oder ähnliche oder Gesamt-DNA-Gehalt nach Säulenaufreinigung mit einem UV-Spektrophotometer. </li><li> Fügen Würmern bis 1,5 ml 02.01 Chloroform: Methanol in einem Gewinde Borosilikatglas Rohr. Alle Transfers von organischen Lösungsmitteln sollte mit Glaspipetten werden. </li><li> Mit einem wiretrol 50 ul Pipette 25 nM Phospholipid-Standard in 50 ul und 16,7 nM Triglycerid-Standard in 50 ul. Beide Standards in 2:1 Chloroform sollte aufgelöst werden: Methanol, gedeckelt fest,und unter Stickstoff aus Licht in einem -80 ° C Gefrierschrank, um die Oxidation zu vermeiden geschützt wird. </li><li> Cap mit phenolischen Kappe und Wirbel. Extrahieren für 1 h bei RT, Vortexen alle 15 min. </li><li> Zentrifugieren bei 1000 UpM für 5 min. Übertragen untere organische Phase ohne Kadaver an einem Borosilikat Kultur Röhre. </li><li> Fügen Sie 0,3 ml 0,9% NaCl, Wirbel und Zentrifuge bei 1.000 rpm für 5 min. </li><li> Übertragen untere organische Schicht in ein frisches Borsilicat Kulturröhrchen, darf dabei nicht über einen der wässrigen Phase zu übertragen. </li><li> Dry organische Phase unter Stickstoff. Zu Beginn Festphasenextraktion (SPE) resuspendieren getrockneten Lipids in 1 ml Chloroform. Alternativ für detaillierte Trennung und Analyse von klar strukturierten Lipid-Klassen, einschließlich Phospholipid Klassen, Glycolipide, Sphingolipide, Diacylglycerinen, Triglyceride, freie Fettsäuren und Cholesterin Ester, Dünnschichtchromatographie als Pionier des Watts Labor in C. elegans 22 kann in Ort der SPE verwendet werden. Lipide können auch be mittels HPLC und Fraktionen durch GCMS analysiert getrennt. Ausgefeilte Methoden der ganzen lipidome Profiling liquid-chromatography/MS (LCMS) kann auch 23-26 verwendet werden. </li><li> Montieren Silica SPE Spalte SPE vielfältig. Pre-Abgleichschaltung Säule mit 3 ml Chloroform. Erlauben Lösungsmittels durch Schwerkraft fließen. </li><li> Lipid geladen Probe auf SPE-Säule, das Sammeln Durchströmung in einem Gewindeabschnitt Borsilicat Röhre als Teil der ersten Fraktion (TAG Fraktion). Die meisten neutralen Lipide kommen durch in dieser ersten 1 ml Durchströmung. 3 ml Chloroform eluieren vollständig TAG Fraktion, Sammeln Durchströmung im TAG Fraktion Röhre. </li><li> Entfernen und verschließen die erste Kollektion Rohr, und ersetzen Sie mit einem sauberen Sammelröhrchen. Eluieren Glykosphingolipide mit 5 ml 9.01 Aceton: Methanol. Wir haben nicht routinemäßig analysiert die Fettsäurezusammensetzung dieser Fraktion, jedoch kann es wichtige Informationen enthalten und können zur Herstellung von Methylestern und frei Sphingoidbasen zur weiteren Analyse unter Verwendung gespeichert werdenFachverfahren unterscheiden sich von denen für TAG und PL wie zuvor 27 beschrieben. </li><li> Ersetzen Glykosphingolipid Sammelröhrchen mit einem zweiten Gewinde Borosilikat Sammelröhrchen. Eluieren Phospholipide mit 3 ml Methanol (PL-Fraktion). </li><li> Fraktionen können bei -80 ° C an dieser Stelle begrenzt fest unter Stickstoff gelagert werden. Dry gereinigten Lipide unter Stickstoff. Dem Trocknen in einem trockenen Heizblock bei 33 beschleunigen ° C. Speichern niemals Lipide in getrockneter Form, wie sie besonders anfällig für Oxidation im getrockneten Zustand sind. </li><li> Resuspendieren getrockneten Lipidfraktionen in 2 ml 2% H 2 SO 4 in Methanol durch Vortexen und inkubieren begrenzt dicht über Nacht in einem 55 ° C Wasserbad auf FAMEs erstellen. Es ist darauf zu absolut kein Wasser in der FAME Reaktion zu erhalten, da dies stark hemmen Derivatisierung von Lipiden werden. Wir haben effizientere Derivatisierung durch Inkubation über Nacht gefunden und die Literatur schlägt weniger Lipid Oxidation bei niedrigeren Temperaturen During FAME Vorbereitung 28. Eine alternative und schnellere Methode ist auf 2 ml 2,5% H 2 SO 4 in Methanol verwenden und derivatisieren für eine Stunde bei 70 oder 80 ° C 21,22,29. </li><li> Am nächsten Morgen aus dem Bad zu entfernen und abkühlen lassen. 1,5 ml H 2 O (um die Reaktion zu stoppen) und dann 0,3 ml Hexan (die FAMEs Auszug) zu jedem TAG und PL Fraktion. Kräftig schütteln und zentrifugieren bei 1.000 rpm für 5 min. </li><li> Sehr vorsichtig nur Top Hexanschicht mit einem Standard-Pipette oder Pasteurpipette. Dispense in Autosampler Röhre. Stellen Sie sicher, keine angesäuertem Methanol enthalten, da dies die GC-Säule und MSD zerstören. </li><li> Cap und Last Proben auf GC / MS. Die Probe wird in Hexan zu einer Mikrospirale Agilent Phiole mit einem PTFE-Silikon-PTFE Schraubkappe verschlossen übertragen. Es ist dem Agilent GCMS Modell 6890/5973N mit einem Supelcowax-10 (24.079) 30 Meter, 250 Mikron Quarzglas-Kapillarsäule ausgestattet übertragen. Ein Mikroliter ist int injiziertoa Splitlos-Einlass gesetzt bei 250 ° C und 13,33 PSI Ultrapure Helium ein Trägergas verwendet wird. Das Protokoll Lauf ist wie folgt auf einem konstanten 1 ml pro min: </li></ol><table border="1"><tbody><tr><td> Schritt </td><td> Unterricht </td><td> Ziel Temperatur </td></tr><tr><td> 1 </td><td> Halten Sie 2 min </td><td> 150 ° C </td></tr><tr><td> 2 </td><td> Rampe 10 ° C pro min </td><td> 200 ° C </td></tr><tr><td> 3 </td><td> Halten 4 min </td><td> 200 ° C </td></tr><tr><td> 4 </td><td> Rampe 5 ° C pro Minute </td><td> 240 ° C </td></tr><tr><td> 5 </td><td> Halten 3 min </td><td> 240 ° C </td></tr><tr><td> 6 </td><td> Rampe 10 ° C pro min </td><td> 270 ° C </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 5 min halten </td><td> 270 ° C </td></tr></tbody></table> A 3 min Lösungsmittel Verzögerung bei der MSD verwendet werden, um Verschleiß an der fil minimierenament. Danach werden Massen zwischen 50 und 550 Dalton mit der MS vierfachen Menge bei 150 ° C und der Quelle ms bei 230 ° C gesetzt erkannt wird, mit einer thermischen Hilfs Temperatur von 270 ° C.

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Die Autoren haben keine widerstreitenden Interessen offen zu legen.

Das vorgestellte Protokoll ermöglicht eine schnelle, groß angelegte Screening Blutfettwerte in C. elegans, die leicht zu hohen Durchsatz Bildschirme angepasst werden können. Im Gegensatz zu bisher verwendeten Methoden, die eine längere Fixierung Schritt in Paraformaldehyd von mehreren Gefrier-Auftau-Zyklen 8,10 folgten einzubeziehen, bedarf unserer Protokoll eine einfache 3-min Fixierung in Isopropanol. Wir haben festgestellt, dass durch die Färbung C. elegans in 40% Isopropanol, werden sie frei durchlässig Nilrot, ohne die Verwendung von zusätzlichen Gefrier-Tau-oder Fixierung Schritte. Auch, wie Nilrot selektiv fluoresziert in hydrophoben Abteilen im grünen Spektrum 18,19,31, keine Entfärbung notwendig. Insgesamt können Tiere aus RNAi Platten gebeizt und bereit für Aufnahmen Tiere werden in etwas mehr als 2,5 Stunden genommen. Dieses Verfahren kann relativ kostengünstig und mit hoher Reproduzierbarkeit durchgeführt werden. Das Verfahren ist nicht auf die Fähigkeit von C. ab elegans, um die Aufnahme oder Konzentratder Farbstoff, und muss daher nicht die gleichen Einschränkungen wie Zuführen Methoden Verwendung von vitalen Farbstoffen. Angesichts Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messungen ist das Verfahren geeignet für das Screening einer großen Anzahl von Gen Inaktivierungen durch RNAi. Wenn Quantifizierung der Blutfettwerte basierend auf Fixativ Nile rote Färbung gewünscht wird, empfehlen wir den Einsatz von 4-6 biologischen Replikate mit den entsprechenden Kontrollen und statistische Tests angewendet. Es ist wahrscheinlich, dass viele Gene Inaktivierungen was zu kleinen Tieren (durch RNAi-Klone verursachen verzögert oder festgenommen Entwicklung) kommen würde, aus einem Bildschirm für Fett Regulatoren, unabhängig von einem Anschluss an den Fettstoffwechsel. Während der Bildanalyse Programm, das wir Konten für Würmer in verschiedenen Größen verwendet durch die Normalisierung der Fluoreszenzintensität dem Wurm Bereich können einzelne Forscher auch zu prüfen, den Vergleich der Fettfärbung Ebenen von kleinen Tieren zu Wildtyp Tieren einer ähnlichen Entwicklungsstufe. ImBei kleinen oder entwicklungsreguliert festgenommen Tiere mit scheinbar geringen Fettmasse, empfehlen wir, dass keine einzelne Modalität ausreichen, um veränderten Fettstoffwechsel demonstrieren. Mehrere Follow-up-Untersuchungen, einschließlich SPE-GCMS könnte erforderlich, um die Lipid-regulierende Funktion dieser Gene zu ermitteln. Für bekannte Stoffwechselregulator FASN-1, SPE-GCMS Analyse entwicklungspolitisch abgestimmt N2 L2 Kontrolltieren verglichen notwendig war, um die scheinbare fettarme Phänotyp gefunden, wenn die erwachsenen Kontrolltieren verglichen bestätigen. Während Nilrot Fettfärbung angegeben niedrigeren Fettgehalt im Vergleich zu erwachsenen RNAi, wenn auf Stufe abgestimmt L2 Kontrolle RNAi Tieren im Vergleich zu kontrollieren, wurde kein Unterschied gesehen. Dementsprechend eines zweiten Verfahrens verwenden, dh es wurde biochemischen Quantifizierung des TAG / PL-Verhältnis notwendig, um festzustellen, dass FASN-1 ein wahrer Regulator der Fettmasse ist, wie FASN-1 RNAi ist biochemisch unterscheidbare aus Stufe abgestimmten Steuerung L2 RNAi Tieren. <p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Während wir Bildgebung und Verarbeitung für ein Hochdurchsatz-Plattform zu präsentieren, eine herkömmliche aufrechtes Mikroskop leicht verwendet werden, um Bilder von Würmern auf Agarose Pads 20 oder auf konventionellen bemessen Teflon bedruckten montiert einzufangen von 8 bis 12 gut Objektträgern . Die einzige Einschränkung ist, dass die grüne Fluoreszenz von Fetttröpfchen mit Nilrot Lichtbleichmittel gefärbt schnell, systematisch und einheitlich Expositionsbedingungen, die die Vergleichbarkeit zwischen den Bildern zu gewährleisten werden müssen. Wir finden, dass ein voll automatisiertes Mikroskop mit einheitlichen Bildaufnahme Bedingungen am besten zu diesem Zweck. Eine der großen Stärken dieses Protokolls ist, dass nach Bilder gesammelt werden sie für künftige Re-Analyse gespeichert werden. Die gleichen Bilder verwendet werden, um die Körpergröße neben den Fettgehalt zu bestimmen. Außerdem ist, wie Rechenprogramme weiter fortgeschritten ist, lässt sich die Aussicht für einzelne Wurm Analyse, Erzeugung statistisch signifikante Ergebnisseaus einer Hand gut. So ist unsere Methode, die High-Throughput-Mikroskopie nutzt hat einige Vorteile gegenüber veröffentlichten Bildschirm Methoden, die eine Copas Biosort nutzen zu quantifizieren Fluoreszenzsignale 32,33. Allerdings sind die Methoden definitiv kostenlos. Präzise, ​​biochemische Bestimmung des Fettgehaltes von SPE und GC / MS bestätigt die Nile rote Färbung der großen Fettreserven in C. elegans. Obwohl die absolute Quantifizierung von Fixativ Nile rote Färbung und biochemische Lipid Bestimmung erreicht oft nicht perfekt übereinstimmen, produzieren beide Methoden gut reproduzierbare und statistisch signifikante Ergebnisse, die qualitativ übereinstimmen. Darüber hinaus kann diese Methode auf die spezifischen Bedürfnisse der einzelnen Forscher, die weitere Analyse der einzelnen Klassen von Glykosphingolipiden, Phospholipiden oder Triglyceriden in verschiedenen Proben verlangen kann angepasst werden. Anzumerken ist, dass andere Gruppen haben anderen Technologie verwendet werden than SPE zu trennen Lipidklassen vor der GC / MS 22. Dünnschichtchromatographie (TLC) und Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC) hat Vorteile gegenüber SPE gekennzeichnet, daß sie in der Lage sein besser separaten, verschiedenen neutralen Lipiden (z. B. TAG, Diacylglycerinen, freie Fettsäuren und Cholesterin-Ester) aus polaren Lipiden könnte (Phosphatidylcholin, Phosphatidylethanolamin) und Glykol-Sphingolipide. Wir wählen SPE, weil es ein Minimum von Ausgangsmaterial (2.500-5.000 Würmer) erfordert, betont er die wichtige langfristige Energiespeicher, TAGs, die den Großteil der neutralen Lipid-Fraktion 4 und ist schnell und erfordert keine spezielle Ausrüstung oder Platten. Hervorzuheben ist, dass bei der Standard-Gemische, SPE vollständig trennt TAGs von PLS und ist hoch reproduzierbar und zuverlässig (siehe Abbildung 5A). Während Quantifizierung und Analyse von Fettsäuremethylestern erfordert eine GC / MS, ist diese Maschine allgemein verfügbar, und wenn nicht lokal ist, kann Probenwie oben erzeugt werden und bei -80 ° C unter Stickstoff bis zur Analyse durch einen Mitarbeiter oder kommerzielle GC / MS-Dienst eingerichtet ist. Das GCMS Ausgabe enthält hochauflösende Daten auf jedem Fettsäure in jeder Lipidspezies. Dies erlaubt die Bestimmung der genauen Unterschiede zwischen den Proben verglichen. Als ein Beispiel könnte der Prüfer, ob die Konzentration bestimmter Fettsäuren im Überfluss wurden stärker als andere in daf-2, lpd-3-oder-1 FASN RNAi gegenüber Vektorregelung verändert. Diese enorm leistungsfähiges Werkzeug können daher detaillierte Informationen über die Lipidspezies in Hülle und Fülle mit einem experimentellen Manipulation verändert werden. Für unsere Analyse haben wir am häufigsten zu normalisieren TAG Masse PL Masse. Während Protein-oder DNA auch verwendet werden könnten, um Lipid Masse nach der Bestimmung aus einem aliquoten beschallte Wurm Pellet zu normalisieren, so finden wir, dass diese Methoden unterliegen int werdenroduced menschliches Versagen bei allen Pipettierschritte und in der Probe Erholung von jeder Extraktion. Es ist aus diesem Grund, dass wählten wir stattdessen PL Masse wie unsere Normierungsfaktor. Unnatürlichen Standards zu Beginn des Protokolls (tritridecanoin für TAG, 1,2-diheptadecanoyl-sn-glycero-3-phospho-(1&#39;-rac-glycerin) zum PL) eingebracht werden durch alle Schritte der Festphasenextraktion durchgeführt und FAME Vorbereitung, und garantieren quantitative und repräsentative Erholung sowohl TAG und PL Fraktionen. Die gleiche Garantie kann nicht gemacht werden, wenn die Ermittler Protein oder DNA verwenden, um TAG Masse zu normalisieren. Wir glauben, PL, um die robuste Messgerät, mit dem TAG Ebenen in Proben zu vergleichen, da es wurde bereits gezeigt, dass PL nur minutiös wird durch den gleichen Reiz bewirkt große Masse Verschiebungen TAG Ebenen, z. B. erweiterte Hunger verändert oder erhöht Übung 34 - 36. PL werden gedacht, um eine strukturelle Rolle spielen, sicherzustellen Membranfluidität und zellulären integrity und Signalisierung Rollen statt als Energiespeicher 37-39. In unseren Händen, die TAG / PL-Verhältnis am ehesten, was mit Fixateur-basierte Lipid Färbung mit Nilrot erhalten, und stimmt mit dem von anderen Gruppen 21 gefunden. Eine alternative Strategie wird durch die Watts Labor, wo der Anteil der Lipid TAG gegenüber Gesamtlipide 9,22,29 berechnet wird. Die Verwendung von nicht-native Arten von TAG und PL-Standard stellt sicher, dass keine nativen Fettsäuren in der Normalisierung Berechnung einbezogen werden. Die Wahl der Kettenlänge ist lediglich über die Notwendigkeit dieser Standards, um nicht mit den Massenspektren von nativen Fettsäuren stören basiert. Wir haben gefunden, dass Fettsäuren 13.00 und 17.00 am besten dazu dienen, diesen Zweck. Es ist möglich, da die unterschiedlichen chemischen Eigenschaften von kürzerkettigen Fettsäuren, dass unsere unnatürliche Fettsäurestandards möglicherweise nicht repräsentativ für die Wiederherstellung aller Kettenlänge Fettsäuren oder Ketten sein diffErent Sättigung Indizes. Somit ist es möglich, dass während SPE oder GCMS wir könnten Unterschiede in der Effizienz der Reinigung oder Detektion zwischen Lipiden unterschiedlicher Kettenlänge zu sehen. Basierend auf dieser und der unterschiedlichen Ionisierung der verschiedenen Fettsäuren in den GCMS, ist es nicht möglich, eine Aussage über die absolute Häufigkeit einer bestimmten Fettsäure machen. Deshalb haben wir nur zwischen Proben innerhalb einer einzigen Experiment Häufigkeiten von einem bestimmten Fettsäure vergleichen. Will man absolut quantifizieren eine Fettsäure, einer Weise gesucht dies erreicht wäre, eine Probe, hergestellt wie oben versetzt mit einer bekannten Menge eines stabilen isotopenmarkierten 13 C Version davon oder ähnlichen Fettsäure getestet werden, so dass es sein könnte unterscheiden basierend auf Masse des Stammion im MSD, zum Beispiel. Da wir nur Vergleichen relativer Mengen Lipidklassen oder beliebige Fettsäure, unserem 13.00 17.00 TAG und PL Standards dienen diesem Zweck angemessen, bei einem Minimum der Kosten, umgewährleisten eine angemessene und repräsentative Erholung der einzelnen Lipid-Klasse. Bis zu diesem Zeitpunkt gab es einen Mangel an Konsens über die Auslegung bestimmter Ergebnisse durch verschiedene Methoden erhalten, und zu dem, was die vorherrschenden Methoden sein sollte. Insgesamt ist festzustellen, dass keine Methode isoliert bestens geeignet ist, den Fettstoffwechsel in C. studieren elegans. Jedoch durch die Verwendung mehrerer Screening und Validierung Modalitäten, kann man erreichen Vertrauen in Daten auf Lipid regulatorischen Genen erhalten. So wollen wir für unsere Protokoll als Maßstab für die künftige Arbeit im Bereich der C dienen elegans fat Forschung.

Erhaltung der Stoffwechselwege zwischen Menschen und dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans ist es ein leistungsfähiges Modell für die Untersuchung von Fettleibigkeit. Während C. elegans nicht Adipozyten gewidmet Fettspeicherung dergleichen bei Säugetieren, sie store Triglyceride im Lipidtröpfchen 1 und besitzen viele der gleichen Regulatoren der Fettspeicherung und Energieverbrauch 2,3. Um Assay für Fettgehalt in C. elegans wurden mehrere Verfahren mit unterschiedlichem Erfolg Leichtigkeit und vorgeschlagen worden. Die einst gemeinsame Verwendung von fluoreszierenden, Vitalfarbstoffen 4-7 wurde vor kurzem in Frage gestellt, und diese Reagenzien nachgewiesen werden Färbung ein Fach getrennt von der Haupt Fettspeicherung Depot C. elegans 1,8-11. Fixative-basierte nicht-fluoreszierende Farbstoffe wie Sudan schwarz und Oil-red-O, während erfolgreich Hervorhebung Fetttröpfchen in der Schnecke 12-14, nicht so groß ein Dynamikumfang haben zur Quantifizierung als FluoreszenzFluoreszenzfarbstoffen 8,13,15. Außerdem sind derzeitige Verfahren der Fixierung für beide fluoreszierenden und nicht fluoreszierenden Farbstoffen zeitaufwendig und beinhalten mehrere Gefrier-Auftau-Schritte und / oder die Verwendung von toxischen Chemikalien 1,9,10. Die Verwendung spezieller BODIPY-markiertes Lipid-Analoga wurde berichtet, dass die Fetttröpfchen zu markieren, wenn zu leben Würmer mit kurzfristigen Kennzeichnung 15 zugeführt. Doch diese stützt sich auf die Aufnahme des Farbstoffs und wird daher durch C. voreingenommen elegans Handhabung und Stoffwechsel von BODIPY-Fettsäure-Analoga. Eine etablierte Alternative zur Lipid-Färbung Farbstoffen ist Label-frei, kohärente Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS) oder stimulierte Raman-Streuung (SRS) Mikroskopie, die die Vorteile der charakteristischen Schwingungen Eigenschaften von Lipid-Moleküle nehmen zu visualisieren Fettreserven 10,16, 17. Jedoch ist teuer spezialisierte Ausrüstung für dieses Verfahren notwendig ist, und ist im besten Durchsatz gering. Um eine Notwendigkeit für eine schnelle, skalierbare Analyse zu erfüllensis von neutralen Lipid Filialen in C. elegans metabolische Forschung, stellen wir eine neuartige, hoch reproduzierbare Methode Fixativ-basierte Nilrot Lipid Färbung. Spektralen und chemischen Eigenschaften des lipophilen Farbstoff Nilrot induzieren eine goldgelbe-Spektralverschiebung in seiner Erregung-Emissionspeak, so dass sie in der grünen Emissionsspektrum fluoresziert nur, wenn in einer Lipid-reichen Umgebung, nicht aber in mehreren polaren Umgebungen 18 , 19. Somit kann nach der Lipidtröpfchen einfache Färbung durch die Verwendung eines grün fluoreszierenden Proteins (GFP)-Filter für die Fluoreszenzmikroskopie gesetzt erkannt werden. Die Leichtigkeit und die Erschwinglichkeit von dieser Technik machen es ideal für High-Throughput-Bildschirme geeignet. Wir zeigen auch eine gepaarte, rigorose Methode zur Bestimmung der biochemischen Parameter der Triglyceride und Phospholipide mittels Festphasenextraktion und Gaschromatographie-Massenspektrometrie. Biochemische Lipidmeßparameter korreliert mit Nilrot-basierten mikroskopische Bestimmung von C. elegans fat Masse und sollte als eine Bestätigung der Ergebnisse mit mikroskopischen Lipid Bestimmung gemacht werden.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> 96-pin-Replikator </td><td> Nunc </td><td> 250520 </td><td></td></tr><tr><td> LB Agar </td><td> US Biologicals </td><td> L1500 </td><td></td></tr><tr><td> Agarose </td><td> Invitrogen </td><td> 16500500 </td><td></td></tr><tr><td> Mechanische Pipetten </td><td> Biohit M Line </td><td> M10, M100, M300 </td><td></td></tr><tr><td> Elektronische Pipette </td><td> Biohit E Line </td><td> E1200 </td><td></td></tr><tr><td> 1 M KH 2 PO 4 </td><td> Sigma </td><td> P0662 </td><td> pH 6,0 durch Autoklavieren sterilisiert </td></tr><tr><td> 1 M MgSO 4 </td><td> Sigma </td><td> M2643 </td><td> Sterilisiert durch Autoclaving </td></tr><tr><td> 1 M CaCl 2 </td><td> Sigma </td><td> C2661 </td><td> Sterilisiert durch Autoklavieren </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Sigma </td><td> S5886 </td><td></td></tr><tr><td> 5 mg / ml Cholesterin </td><td> Sigma </td><td> C8667 </td><td> In 100% Ethanol </td></tr><tr><td> 200 mg / ml Carbenicillin </td><td> US Biologicals </td><td> C1100 </td><td> Sterilisiert 0,2 μ-Filter, </td></tr><tr><td> 1 M IPTG </td><td> US Biologicals </td><td> I8500 </td><td> Sterilisiert 0,2 μ-Filter, </td></tr><tr><td> 100 mg / ml Ampicillin </td><td></td><td></td><td> Sterilisiert 0,2 μ-Filter, </td></tr><tr><td> 5 mg / ml Tetracyclin </td><td></td><td></td><td> In 100% Ethanol </td></tr><tr><td> Bacto Agar </td><td> BD </td><td> 214040 </td><td></td></tr><tr><td> 96-well TC Platten </td><td> BD-Falcauf </td><td> 353072 </td><td> Für 96-well RNAi </td></tr><tr><td> Rechteckige A / T Plates </td><td> Thermo Scientific </td><td> 242811 </td><td> Zum Stempeln RNAi </td></tr><tr><td> LB Medium </td><td> US Biologicals </td><td> L1530 </td><td> Vorbereitet nach den Anweisungen des Herstellers </td></tr><tr><td> 96-well Deep Well Assay Blocks </td><td> Corning </td><td> Costar 3960 </td><td> Rechteckige V-Boden-Assay-Block </td></tr><tr><td> 96-well Shallow Well Assay blockieren </td><td> Corning </td><td> Costar 3956 </td><td> Round V-Boden-Assay-Block </td></tr><tr><td> Sterile Sealing Film </td><td> VWR </td><td> 89134-432 </td><td></td></tr><tr><td> Aluminum Sealing Film </td><td> Corning </td><td> Costar 6570 </td><td> Schutzrohr Dichtband für 96-Well-Platten </td></tr><tr><td> M9 Puffer </td><td> Siehe Hoffnung et al. 20 </td&gt; <td></td><td> Rezept siehe unten </td></tr><tr><td> Triton X-100 </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0407 </td><td></td></tr><tr><td> Nilrot </td><td> Invitrogen </td><td> N-1142 </td><td></td></tr><tr><td> Isopropanol </td><td> Fischer </td><td> BP2632-4 </td><td></td></tr><tr><td> 96-polige Aspirator </td><td> VP Scientific </td><td> VP177A-1 </td><td></td></tr><tr><td> 96-well Teflon Masked Mikropräparate </td><td> Thermo Scientific </td><td> Brauch </td><td> Kann auch bestellen Trevigen 96-well Cometslide </td></tr><tr><td> 96-well Gold-Seal Coverslides </td><td> Thermo Scientific </td><td> Brauch </td><td> Können auch zweite 96-well Cometslide </td></tr><tr><td> Deep-well PCR-Platte </td><td> VWR </td><td> 89049-178 </td><td></td></tr><tr><td> Non-sterile Folie </td><td> VWR </td><td> 60941-070 </td><td></td></tr><tr><td> High-Throughput-Mikroskop </td><td> Leica </td><td> DM6000 komplett mit Vor 96-well Bühne automatisiert </td><td> Mit Chroma 49002 GFP-Filter-Set und 2x Objektiv </td></tr><tr><td> Ultraschallbad </td><td> Diagenode </td><td> Bioruptor XL </td><td></td></tr><tr><td> Chloroform </td><td> Sigma </td><td> 366.927-4L </td><td></td></tr><tr><td> Methanol </td><td> Fischer </td><td> Optima F456-4 </td><td></td></tr><tr><td> Phospholipid Norm </td><td> Avanti Polar Lipids </td><td> 830456P </td><td> 1,2-diheptadecanoyl-sn-glycero-3-phospho-(1&#39;-rac-glycerin) </td></tr><tr><td> Triglyceride Norm </td><td> NuChek Prep </td><td> T-135 </td><td> tritridecanoin </td></tr><tr><td> Wiretrol 50 ul Pipet </td><td> Fischer </td><td> 21-176-3A </td><td> Drummond Scientfic </td></tr><tr><td>Aceton </td><td> Sigma </td><td> 320.110-4L </td><td></td></tr><tr><td> Schwefelsäure </td><td> Fischer </td><td> A300-500 </td><td></td></tr><tr><td> Hexan </td><td> Fischer </td><td> Optima H306-1 </td><td></td></tr><tr><td> SPE Silica Column </td><td> Thermo Scientific </td><td> 60108-317 </td><td> Hypersep SI, 100 mg Harzbett </td></tr><tr><td> Solid Phase Chromatographie Manifold </td><td> Sigma </td><td> 57265 </td><td> Supelco Visiprep 24-DL </td></tr><tr><td> Borosilikatglas Pipetten </td><td> Fischer </td><td> 13-678-27F </td><td> 10 ml Größe </td></tr><tr><td> Borosilikat Pasteur Pipetten </td><td> Fischer </td><td> 13-678-8B </td><td></td></tr><tr><td> Borosilikat Kultur Tubes </td><td> Fischer </td><td> 14-961-27 </td><td></td></tr><tr><td> Threaded Borosilikat Tubes </td><td> VWR </td><td> 14235-460</td><td> 8 ml Kapazität </td></tr><tr><td> Phenolic Caps für Kultur Tubes </td><td> Fischer </td><td> 14-823-211 </td><td></td></tr><tr><td> GC / MS Autosampler Vials </td><td> Agilent </td><td> 5188-6592 </td><td></td></tr><tr><td> Caps für Autosampler Vials </td><td> Agilent </td><td> 5185-5861 </td><td></td></tr><tr><td> GC / MS </td><td> Agilent </td><td> 6890 GC / 5973 MSD </td><td> Ausgestattet mit einem Supelcowax-10-Säule </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Nematode Growth Media (NGM): für 25 96-Well-Platten RNAi, bereiten 1 L NGM: <table border="1"><tbody><tr><td> Reagens </td><td> Menge </td></tr><tr><td> VE-Wasser </td><td> L 1 </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> 3 g </td></tr><tr><td> Agarose </td><td> 17 g </td></tr><tr><td> Bacto Pepton </td><td> 2,5 g </td></tr><tr><td colspan="2"> Flüssigkeitskreislauf Autoklaven 121 ° C für 40 min mit einem Rührstab. Man lässt auf 60 ° C unter Rühren auf einer Heizplatte Satz bei 60 ° C abkühlen Dann fügen Sie die folgenden Schritte aus: </td></tr><tr><td> 1 M MgSO 4 </td><td> 1 ml </td></tr><tr><td> 5 mg / ml Cholesterin </td><td> 1 ml </td></tr><tr><td> 1 M KH 2 PO 4 (pH 6,0) </td><td> 25 ml </td></tr><tr><td> 1 M CaCl 2 </td><td> 1 ml </td></tr><tr><td> 200 mg / ml Carbenicillin </td><td> 1 ml </td></tr><tr><td> 1 M IPTG </td><td> 5 ml </td></tr><tr><td colspan="2"> Dispense in 96-Well RNAi Platten. Lagerung bei 4 ° C bis zur Verwendung, die bis zu 2 Wochen. </td></tr></tbody></table> Rechteckige Ampicillin / Tetracycline LB Agar Platten (A / T): für 20 A / T-Platten, bereiten 1 L von Medien: <table border="1"><tbody><tr><td&gt; Reagent </td><td> Menge </td></tr><tr><td> VE-Wasser </td><td> L 1 </td></tr><tr><td> LB-Agar (US Biologicals) </td><td> 32 g </td></tr><tr><td> 2 M NaOH </td><td> 1,5 ml </td></tr><tr><td> Bacto-Agar </td><td> 2,5 g </td></tr><tr><td colspan="2"> Flüssigkeitskreislauf Autoklaven 121 ° C für 40 min mit einem Rührstab. Man lässt auf 60 ° C unter Rühren auf einer Heizplatte Satz bei 60 ° C abkühlen Dann fügen Sie die folgenden Schritte aus: </td></tr><tr><td> Tetracycline </td><td> 3 ml </td></tr><tr><td> 100 mg / ml Ampicillin </td><td> 0,5 ml </td></tr><tr><td colspan="2"> Dispense 45 ml in jede Platte. Nur im Dunkeln bei 4 ° C bis zum Gebrauch, bis zu 4 Wochen. </td></tr></tbody></table> LB Bakterienwachstum Medien: für 4 L, ausreichend für wachsende und Resuspendieren 25 96-Well-Blocks Mix 62 g LB Pulver (US BiologicALS), 4 l destilliertem Wasser und 4,8 ml 2 M NaOH. Autoklavieren in 1 L oder 0,5 L Aliquots, flüssige Zyklus, 40 min. Kann bis zu 1 Jahr gelagert werden in luftdichten Flaschen bei Raumtemperatur. Verwerfen, wenn möglich. 100 mg / ml Ampicillin Mix 5 g Ampicillin-Pulver und destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 50 ml. Filtern sterilisieren 0,2 μ, verzichten in 1 ml Aliquots und bei -20 ° C bis zur Verwendung. 5 mg / ml Tetracyclin Hinzufügen 1,25 g Tetracyclin Pulver auf 250 ml 100% Ethanol. Gut mischen, bis sie vollständig aufgelöst und bei -20 ° C in einem lichtdichten Container. 200 mg / ml Carbenicillin Mischung 10 g Pulver und Carbenicillin entionisiertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 50 ml. Filtern sterilisieren 0,2 μ, verzichten in 1 ml Aliquots und bei -20 ° C bis zur Verwendung. 5 mg / mlCholesterin Hinzufügen 1,25 g Cholesterin und 250 ml 100% Ethanol. Gut mischen und bei 4 ° C bis zu 6 Monaten. 1 M MgSO 4 Lösen 120,37 g MgSO 4 in 800 ml deionisiertem Wasser. Endvolumen auf 1 L. Autoklav 40 min flüssigen Zyklus und bei Raumtemperatur lagern. 1 M CaCl 2 Lösen 110,98 g CaCl 2 in 800 ml deionisiertem Wasser. Endvolumen auf 1 L. Autoklav 40 min flüssigen Zyklus und bei Raumtemperatur lagern. 1 M KH 2 PO 4, pH 6,0 Lösen 136,09 g KH 2 PO 4 in 800 ml deionisiertem Wasser. pH-Wert auf 6,0 und bringen Endvolumen auf 1 L. Autoklav 40 min flüssigen Zyklus und bei Raumtemperatur lagern. M9 Puffer: für 1 L-wir routinely machen 8-10 L Chargen 3 g KH 2 PO 4, 6 g Na 2 HPO 4, 5 g NaCl, 1 ml 1 M MgSO 4 in 900 ml. Endvolumen auf 1 L. Aliquot in 100-500 ml Flaschen und autoklavieren 40 min auf liquide Zyklus und bei Raumtemperatur lagern. 10 N NaOH Man löst 400 g NaOH in 800 ml entionisiertem Wasser, abkühlen lassen und auf ein Endvolumen von 1 l Shop in 50 ml Röhrchen bei Raumtemperatur zu bringen. 1 M IPTG Fügen 23,81 g IPTG zu deionisiertem Wasser und bringen Gesamtvolumen von 100 ml. Filtern sterilisieren 0,2 μ, verzichten in 1 ml Aliquots und bei -20 ° C bis zur Verwendung. Egg Vorbereitung Bleach / NaOH Lösung: 20 ml ausreichend für ein Ei Vorbereitung 4 ml Bleichmittel, 1 ml 10 N NaOH, 5 ml H 2 O und 10 mlM9 Puffer zu einem 50 ml Polypropylen-konischen Rohrs. Unmittelbar vor der Verwendung zu machen. Nilrot Stammlösung 50 ml 100% Aceton zu 25 mg Nile rotes Pulver. Gut durchmischen und bei Raumtemperatur in lichtdichten Parafilm Behälter. Kann für Monat auf diese Weise gespeichert werden. Nilrot Färbelösung: für 500 ml, ausreichend für Färbung 30 x 96-Well-Platten 3 ml Nilrot-Stammlösung zu 500 ml 40% v / v Isopropanol. Lagerung bei Raumtemperatur in Folie verpackte Glasflasche. Planen unmittelbar vor Gebrauch. Phospholipid Norm 7,6 mg wiegen Phospholipid-Standard, 1,2-diheptadecanoyl-sn-glycero-3-phospho-(1&#39;-rac-glycerin) in einem Becherglas. Man löst in 20 ml 02.01 Chloroform: Methanol (25 Nanomol pro 50 ul). Halten Sie mit Alufolie bedeckt bis zur Verwendung.Norm kann auch bei -80 ° C in einem luftdichten Glas mit phenolischen Kappe für 1 Jahr gehalten werden. Triglyceride Norm Wiegen 6,8 mg Triglycerid Standard tritridecanoin, in ein Becherglas. Man löst in 30 ml 02.01 Chloroform: Methanol (16,7 Nanomol pro 50 ul). Halten Sie mit Alufolie bedeckt bis zur Verwendung. Norm kann auch bei -80 ° C in einem luftdichten Glas mit phenolischen Kappe für 1 Jahr gehalten werden. </td></tr></tbody></table>

biochemical and high throughput microscopic assessment of fat mass in caenorhabditis elegans

Der Fadenwurm C. elegans wurde als wichtiges Modell für die Untersuchung der konservierten genetischen Signalwege reguliert den Fettstoffwechsel, wie es für die menschliche Fettleibigkeit und die damit verbundenen Krankheiten betrifft entstanden. Mehreren früheren Methoden zur Visualisierung von C entwickelt elegans triglyceridreichen Fettreserven haben sich als falsch herausgestellt, Hervorhebung zellulären Kompartimenten andere als Fetttröpfchen. Andere Methoden erfordern eine spezielle Ausrüstung, sind zeitaufwändig oder zu inkonsistenten Ergebnissen. Wir stellen eine schnelle, reproduzierbare, Fixiermittel-basierte Nilrot Färbemethode für die genaue und schnelle Erkennung von neutralen Lipid Tröpfchen in C. elegans. Eine kurze Fixierungsschritt in 40% Isopropanol macht Tiere vollständig durchlässig Nilrot, die dann verwendet wird, um Tiere zu färben. Spektralen Eigenschaften dieser lipophilen Farbstoff damit sie stark und selektiv fluoreszieren im gelb-grünen Spektrum nur, wenn in einer Lipid-reichen Umgebung, aber nicht in mehrpolaren Umgebungen. So kann Lipidtröpfchen visualisiert werden auf einem Fluoreszenzmikroskop mit einfachen GFP-Imaging-Fähigkeit nach einer kurzen Nile rote Färbung Schritt in Isopropanol ausgestattet. Die Geschwindigkeit, Erschwinglichkeit und Reproduzierbarkeit dieses Protokolls machen es ideal für High-Throughput-Bildschirme geeignet. Wir zeigen auch ein gekoppeltes Verfahren zur biochemischen Bestimmung von Triglyceriden und Phospholipiden mittels Gaschromatographie Massenspektrometrie. Diese strengeren Protokoll sollte als Bestätigung der Ergebnisse aus der Nilrot mikroskopischen Lipid Bestimmung erhalten werden. Wir erwarten, dass diese Techniken neue Standards geworden im Bereich C. elegans metabolische Forschung.

Ein Beispiel von einem abgebildeten Platte, die den Arbeitsablauf Fettfärbung entnommen wurde, ist in 1 gezeigt. Bestimmte Steuerelemente für hohe Fett (daf-2 Insulinrezeptor RNAi), wenig Fett (lpd-3-Protein für die Lipid-Speicher Granulate im Darm RNAi erforderlich), klein und wenig Fett (FASN-1 Fettsäure-Synthase RNAi) und leeren Vektor ( Kontrolle) zeigen die Veränderungen in der Fluoreszenzintensität nach den Fettgehalt der Tiere und die entsprechenden Lipid Mengen mittels GC / MS-Analyse (Abbildung 2). Beachten Sie, dass Gen Inaktivierungen was zu entwicklungspolitisch verhaftet, kleine Tiere werden oft scheinen viel weniger Fett als erwachsene Kontrolltiere haben, unabhängig von einem Anschluss an den Fettstoffwechsel (Abbildung 3). Sekundäre Analysen, einschließlich Färbung Analyse und Lipidbiochemie mit SPE-GCMS von Wildtyp-Kontrolltieren einer ähnlichen Entwicklungsstufe muss getan werden, um die Gültigkeit zu gewährleistenkleine oder entwicklungspolitisch festgenommen positive Treffer. Im Falle der FASN-1 RNAi (Abbildung 2), Tiere Festnahme entweder in der L2 oder L3 Larvenstadium und haben Fettfärbung niedriger als erwachsene Kontrolle RNAi, aber ähnlich in Fülle L2-L3-Stadium Kontrolle RNAi Tieren (Fett Fleck Prozent der erwachsenen Kontrolle RNAi: 49,9 ± 4,5% für FASN-1 RNAi und 20,2 ± 2,1% für L2-Steuerung RNAi, und 64,7 ± 1,3 für L3-Steuerung RNAi). Alternativ angegeben biochemische Analyse eine niedrigere TAG / PL-Verhältnis als L2 Bühne abgestimmt N2 Kontrolltiere (TAG / PL: 22,5 ± 2,9 für FASN-1 RNAi und 46,1 ± 3,4 für die Stufe-Kontrollgruppe RNAi, P ≤ 0,05). So in diesem Fall kann es durch biochemische Analyse bestätigt werden, dass FASN-1 eine Rolle in Lipidspeicherung nicht nur eine Bühne-spezifische Reduktion der Fettmasse hat. Die Follow-up-Analyse der abgebildeten Würmern stützt sich stark auf eine rechnerische Plattform wie Cell Profiler mitdie WormToolbox 30. Für kleinere Mengen von Bildern kann eine öffentlich verfügbare Bildanalyse Plattform wie ImageJ, frei verfügbar unter der NIH, verwendet werden. Für unsere Analyse wurden einzigartige Matlab Script erster die gut identifizieren und nachfolgend zu leeren Vertiefungen oder solche mit Blasen auszuschließen, und unterscheiden kleinen Schmutz aus Würmern verwendet. Manuelle Qualitätskontrolle notwendig war für Bilder Abseitsposition Ausgrenzung für den oben genannten Gründen. Wir fanden empirisch, dass der 90. Perzentile Intensität der Wurm Pixel über einen Brunnen, normiert auf Wurm-Bereich über eine gut, vorausgesetzt, konsistente Metrik Färbeintensität in allen Phasen des Wurms Entwicklung (Abbildung 3). Integration insgesamt Fettmasse über den Bereich der Schnecke, im Gegenteil, würde dazu neigen, kleine helle Würmer äquivalent punkten mit großen dim Würmer. Da unsere Methode nicht integrieren ist insgesamt Fluoreszenzsignal über den Bereich der Schnecke, in der Einnahme einer Intensität Perzentil, haben Änderungen in Wurm Größe per se keint Bias die Intensität gemessen. Stattdessen werden Unterschiede in der Pixelintensitätsverteilung gemessen. Doch trotz dieser, sind deutliche Unterschiede in der Färbung Pixelintensitätsverteilung zwischen Tieren unterschiedlicher Entwicklungsstadien zu sehen, so ist es wichtig, die Wirkung von RNAi auf ein beliebiges Gen gegen Tiere eines vergleichbaren Entwicklungsstadium (Abbildung 3) zu studieren. Durchschnittliche Variabilität zwischen repliziert wird in Abbildung 4 dargestellt was eine hohe Reproduzierbarkeit der Fettfärbung Methode. Beachten Sie, dass die Festigkeit des Verfahrens in hohem Maße von den Erhalt qualitativ hochwertige Bilder für jede Platte, unter einheitlichen Beleuchtungsbedingungen, unter Verwendung identischer Belichtungszeiten ist und mit minimaler Blasen, Schmutz oder Crossover von Würmern in andere Vertiefungen. SPE wurde am vorgemischten durchgeführt gereinigt Standards bis zu welchem ​​Grad TAGs von PLS (5A) getrennt werden konnten bestimmen. In dieser Analyse konnten wir eine 100% separation von TAG und PL, angegeben als eine vollständige Abwesenheit von 17.00 Fettsäuren aus PL im TAG Probe abgeleitet und eine entsprechende vollständige Abwesenheit von 13.00 Fettsäuren aus TAG im PL Probe (5A) abgeleitet. So SPE ist sehr effizient bei der Trennung von Lipid-Klassen. Diese Analyse zeigt nicht, dass alle TAGs unterschiedlicher Kettenlänge äquivalent durch SPE gereinigt werden erkannt und durch GCMS mit ähnlicher Effizienz. Es stellt sicher, dass nur TAG und PL Lipide werden insgesamt vollständig voneinander getrennt. Eine Probe GC-MS Spur von N2 Wildtyp Tieren durch Festphasenextraktion und FAME Vorbereitung genommen wird in 5B gezeigt. Sowohl für TAG und PL, kann Spitzen basierend auf Retentionszeit und Mutter-und Tochter-Ionen auf dem Massenspektrum und der Gesamtfläche unter den identifizierten Peaks normiert auf den Bereich der jeweiligen internen Standards identifiziert werden. Um die Menge der normierten TAG, die Fläche zu bestimmenunter allen Peaks des Chromatogramms TAG, mit Ausnahme des 13.00-Standard, wurden zusammengegeben und geteilt durch die Fläche unter dem Peak 13.00. Ebenso sind, um das normalisierte insgesamt PL Menge, die Fläche unter allen Peaks, mit Ausnahme des 17.00-Standard zu bestimmen, wurden addiert und geteilt durch die Fläche unter dem Peak 17.00. Die normalisierten Werte für die TAG und PL Proben werden dann verwendet, um den endgültigen TAG / PL-Verhältnis für die Probe zu berechnen: <img src="/files/ftp_upload/50180/50180eq1.jpg" alt="Gleichung 1" fo:content-width="2.6in" fo:src="/files/ftp_upload/50180/50180eq1highres.jpg"/> Es sollte beachtet werden, dass die Daten von SPE-GCMS eine viel komplexere Analyse von Fettsäuren, die in jeder Lipidfraktion als einfache Berechnung der gesamten TAG an PL-Verhältnis zu erlauben. Zum Beispiel kann der Prüfer integrieren einen einzigen Peak einer einzigen Fettsäure und Vergleichen seiner normierten Abundanz in Proben (zB comparing in N2 Wildtyp gegenüber daf-2 RNAi die integrierte Fläche des 18.00 peak vom 13.00 Standard-Peaks, normiert auf insgesamt PL Masse PL 17.00 Standard Peakfläche geteilt) unterteilt: <img src="/files/ftp_upload/50180/50180eq2.jpg" alt="Gleichung 1" fo:content-width="4.873in" fo:src="/files/ftp_upload/50180/50180eq2highres.jpg"/> Sollte der Prüfer wählen, wäre es auch möglich, den Prozentsatz an jedem gegebenen Fettsäure in der TAG oder PL Fraktionen als Prozentsatz der Gesamtmenge an Fettsäure bestimmen quantifiziert (als Beispiel 18.00 in der TAG-Fraktion in N2 Würmer ): <img src="/files/ftp_upload/50180/50180eq3.jpg" alt="Gleichung 1" fo:content-width="4.123in" fo:src="/files/ftp_upload/50180/50180eq3highres.jpg"/><img src="/files/ftp_upload/50180/50180fig1.jpg"alt = &quot;Abbildung 1&quot; fo: content-width = &quot;3.25in&quot; fo: src = &quot;/ files/ftp_upload/50180/50180fig1highres.jpg&quot; /&gt; Abbildung 1. Typischen Arbeitsablauf für das gesamte Experiment. Tag 1 werden gefrorene RNAi Bibliothek Platten auf Amp / Tet LB Agarplatten gestanzt und bei 37 ° C. Tag 2 werden Amp / Tet Platten auf Saatgut Flüssigkulturen von RNAi Klone in tiefen Well-Blocks verwendet wird. Tag 3 werden die Bakterien durch Zentrifugation konzentriert und in 96-Well-Platten RNAi. Tag 4, L1 hatchling C. elegans sind RNAi Platten in Flüssigkeit zugegeben und trocknen gelassen. Tag 7 werden die Tiere in flüssiger gesammelt, gefärbt mit Nilrot in 40% Isopropanol, montiert auf 96-Well-Teflon gleitet, und mit einem abzubildenden Hochdurchsatz-Mikroskop. <img src="/files/ftp_upload/50180/50180fig2.jpg" alt="Abbildung 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50180/50180fig2highres.jpg"/> Abbildung 2. Fixative-basierte Nile rote Flecken großen <em&gt; C. elegans Fettdepots. Repräsentative Hellfeld und GFP-Fluoreszenz Bilder werden von N2 Würmer gefüttert FASN-1 (kleine, wenig Fett), lpd-3 (fettarme) gezeigt, Kontrolle (Leervektor) oder daf-2 (fettreichen) RNAi-Klone. Proben wurden gemäß dem Protokoll (schematisch in Abbildung 1) verarbeitet. Tiere fixiert, gefärbt in Nilrot und abgebildeten Ergebnis in vergleichbaren Lipidwerte ab biochemischen Lipid Messung erhalten. Isopropanol-fixierten Nilrot Fluoreszenz Ebenen, von mindestens 6 Wiederholungen biologischen erworben, sind in der ersten Zeile angezeigt. Quantitative Triglyceridspiegeln, reflektierenden der gesamten neutralen Lipid speichert, wenn die allgemeine Phospholipid Ebenen (TAG / PL), von 4 biologischen genommen normalisiert repliziert, werden in der zweiten Zeile angezeigt. Es ist wichtig zu beachten, dass die absolute Quantifizierung von Fixiermittelpartikel Nilrot Färbung und biochemische Bestimmung Lipid erreicht oft nicht perfekt. In diesem Fall, obwohl qualitativähnlich, FASN-1 (RNAi) mehr verschiedenen Triglycerid Masse vs Kontrolle durch biochemische Methoden als durch Mikroskopie angedeutet hat, ist vergleichsweise lpd-3 verschieden sind und daf-2 (RNAi) kleiner verschieden, obwohl alle Unterschiede sind statistisch hoch signifikant und Messungen waren gut reproduzierbar. Die gezeigten Daten sind Mittelwerte ± SEM (*, P ≤ 0,01, **, P ≤ 0,0001 relativ zu steuern, durch ungepaarte, zweiseitiger T-Test unter Annahme gleicher Varianz bestimmt). <img src="/files/ftp_upload/50180/50180fig3.jpg" alt="Abbildung 3"/> Abbildung 3. Fettmasse durch Fixierung Nilrot Färbung bei verschiedenen Larvenstadien bestimmt. Tiere wurden am OP50 Bakterien gezüchtet und wird an der L1, L2, L3, L4 und graviden erwachsenen Entwicklungsstadien. Die Bilder wurden nach Fixierung Färbung erfasst und analysiert mit Hilfe einer angepassten Matlab Skript, um die 90-Perzentil o bestimmenf Pixelintensität über den identifizierten Schnecke Bereich. Beachte, dass die Lipidspiegel von Tieren stark erhöhen, wenn das Tier entwickelt von L2 bis L4-Stadium, und dann leicht abnehmen, wenn das Tier beginnt, um Kalorien zu der Proliferation der Keimbahn im erwachsenen Stadium abzulenken. Die gezeigten Daten sind Mittelwerte ± SEM für 6-8 Wiederholungen (**, P ≤ 0,0001 gegenüber schwangeren Erwachsenen, von ungepaarten, zweiseitigen T-Test). <img src="/files/ftp_upload/50180/50180fig4.jpg" alt="Abbildung 4"/> Abbildung 4. Hohe Reproduzierbarkeit über unabhängige biologische Replikate. Dargestellt ist ein Streudiagramm Nilrot Fluoreszenzintensitäten über biologische Replikate (n = 6-8). Für jede Wiederholung, werden alle Werte auf die mittlere Intensität der Leervektor Kontrollen normalisiert. Die gezeigten Daten sind Mittelwerte ± SEM (**, P ≤ 0,0001 relativ zu steuern, durch ungepaarte, zweiseitiger T-Test bestimmt vorausgesetztgleiche Varianz). <img src="/files/ftp_upload/50180/50180fig5.jpg" alt="Abbildung 5" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50180/50180fig5highres.jpg"/> Abbildung 5. GC-MS-Chromatogramme von SPE-Standards und Wildtyp TAG und PL Abundanz getrennt. (A) GC-MS Spuren der SPE Trennung von TAG und PL Standards dargestellt. Beachten Sie die vollständige Abwesenheit von 13.00 Fettsäure in der PL Spur und die entsprechende Abwesenheit des 17.00 Fettsäure in der TAG-Spur, was eine vollständige Trennung der TAG (tritridecanoin) aus PL (1,2-diheptadecanoyl-sn-glycero -3-phospho-(1&#39;-rac-glycerin)). (B) Ein Vertreter gesamte Spektrum der TAG und PL aus einer Stichprobe von N2 Wildtyp gefütterten Tieren Vektorregelung RNAi (HT115 Bakterien mit L4440 leeren Vektor RNAi). Ein Mikroliter-Probe wurde in einem Agilent 6890/5973N GCMS gemäß dem Protokoll injiziert und einzelne Peaks wurden identifiziert durch retention Zeit und ihren jeweiligen Massenspektren. Abkürzungen: Cyclo, Cyclopropan Fettsäure; iso:. Iso-methyl verzweigtkettigen Fettsäure; GLA, Gamma-Linolensäure; ALA, Alpha-Linolensäure, DGLA, Dihomo Gamma-Linolensäure, EPA, Eicosapentaensäure <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50180/50180fig5large.jpg" target="_blank">hier klicken größere Figur anzuzeigen</a> .

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Biochemical and High Throughput Microscopic Assessment of Fat Mass in Caenorhabditis Elegans | Biology | Video

Biochemical and High Throughput Microscopic Assessment of Fat Mass in Caenorhabditis Elegans

Wir präsentieren robust biochemischen und mikroskopischen Methoden zur Untersuchung<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Lipid-Shops. Eine schnelle, einfache Befestigung-Färbeverfahren für Leuchtstofflampen Lipidtropfen Bildgebung nutzt die spektralen Eigenschaften der lipophilen Farbstoff Nile rot. Wir haben dann präsentieren biochemische Messung der Triglyceride und Phospholipide mittels Festphasenextraktion und Gaschromatographie-Massenspektrometrie.

Biochemische und High Throughput Mikroskopische Beurteilung der Fettmasse in<em&gt; Caenorhabditis elegans</em

The nematode C. elegans has emerged as an important  model for the study of conserved genetic pathways regulating fat metabolism as  it relates to human ...

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Biochemical and High Throughput Microscopic Assessment of Fat Mass in Caenorhabditis Elegans

Unit 1

Chemistry of Life

Biochemistry of the Cell

SCIENTISTS IN ACTION

20.4K Aufrufe.  Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School. Wir präsentieren robust biochemischen und mikroskopischen Methoden zur Untersuchung Caenorhabditis elegans Lipid-Shops. Eine schnelle, einfache Befestigung-Färbeverfahren für Leuchtstofflampen Lipidtropfen Bildgebung nutzt die spektralen Eigenschaften der lipophilen Farbstoff Nile rot. Wir haben dann präsentieren biochemische Messung der Triglyceride und Phospholipide mittels Festphasenextraktion und Gaschromatographie-Massenspektrometrie.

Serie: Biochemical and High Throughput Microscopic Assessment of Fat Mass in Caenorhabditis Elegans

Isolation and In vitro Activation of Caenorhabditis elegans Sperm

Males and hermaphrodites are the two naturally found sexual forms in the nematode C. elegans. The amoeboid sperm are produced by both males and hermaphrodites. In the earlier phase of gametogenesis, the germ cells of hermaphrodites differentiate into limited number of sperm - around 300 - and are stored in a small 'bag' called the spermatheca. Later on, hermaphrodites continually produce oocytes1. In contrast, males produce exclusively sperm throughout their adulthood. The males produce so much sperm that it accounts for &gt;50% of the total cells in a typical adult worm2. Therefore, isolating sperm from males is easier than from that of hermaphrodites.
Only a small proportion of males are naturally generated due to spontaneous non-disjunction of X chromosome3. Crossing hermaphrodites with males or more conveniently, the introduction of mutations to give rise to Him (High Incidence of Males) phenotype are some of strategies through which one can enrich the male population3.
Males can be easily distinguished from hermaphrodites by observing the tail morphology4. Hermaphrodite's tail is pointed, whereas male tail is rounded with mating structures.
Cutting the tail releases vast number of spermatids stored inside the male reproductive tract. Dissection is performed under a stereo microscope using 27 gauge needles. Since spermatids are not physically connected with any other cells, hydraulic pressure expels internal contents of male body, including spermatids2.
Males are directly dissected on a small drop of 'Sperm Medium'. Spermatids are sensitive to alteration in the pH. Hence, HEPES, a compound with good buffering capacity is used in sperm media. Glucose and other salts present in sperm media help maintain osmotic pressure to maintain the integrity of sperm.
Post-meiotic differentiation of spermatids into spermatozoa is termed spermiogenesis or sperm activation. Shakes5, and Nelson6 previously showed that round spermatids can be induced to differentiate into spermatozoa by adding various activating compounds including Pronase E. Here we demonstrate in vitro spermiogenesis of C. elegans spermatids using Pronase E.
Successful spermiogenesis is pre-requisite for fertility and hence the mutants defective in spermiogenesis are sterile. Hitherto several mutants have been shown to be defective specifically in spermiogenesis process7. Abnormality found during in vitro activation of novel Spe (Spermatogenesis defective) mutants would help us discover additional players participating in this event.

Isolation and In vitro Activation of Caenorhabditis elegans Sperm

A protocol for isolating and activating spermatids from male C. elegans is described here. Cutting the posterior end of male releases spermatids. The spermatids can be activated by addition of protease.

Isolation und In-vitro- Aktivierung von Caenorhabditis elegans Sperma

Males and hermaphrodites are the two naturally found sexual forms in the nematode C. elegans. The amoeboid sperm are produced by both males and ...

Forschung

Biologie

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

High-throughput screening (HTS) is a powerful approach for identifying chemical modulators of biological processes. However, many compounds identified in screens using cell culture models are often found to be toxic or pharmacologically inactive in vivo1-2. Screening in whole animal models can help avoid these pitfalls and streamline the path to drug development.
C. elegans is a multicellular model organism well suited for HTS. It is small (&lt;1 mm) and can be economically cultured and dispensed in liquids. C. elegans is also one of the most experimentally tractable animal models permitting rapid and detailed identification of drug mode-of-action3.
We describe a protocol for culturing and dispensing fluorescent strains of C. elegans for high-throughput screening of chemical libraries or detection of environmental contaminants that alter the expression of a specific gene. Large numbers of developmentally synchronized worms are grown in liquid culture, harvested, washed, and suspended at a defined density. Worms are then added to black, flat-bottomed 384-well plates using a peristaltic liquid dispenser. Small molecules from a chemical library or test samples (e.g., water, food, or soil) can be added to wells with worms. In vivo, real-time fluorescence intensity is measured with a fluorescence microplate reader. This method can be adapted to any inducible gene in C. elegans for which a suitable reporter is available. Many inducible stress and developmental transcriptional pathways are well defined in C. elegans and GFP transgenic reporter strains already exist for many of them4. When combined with the appropriate transgenic reporters, our method can be used to screen for pathway modulators or to develop robust biosensor assays for environmental contaminants. 
We demonstrate our C. elegans culture and dispensing protocol with an HTS assay we developed to monitor the C. elegans cap &#x2018;n&#x2019; collar transcription factor SKN-1. SKN-1 and its mammalian homologue Nrf2 activate cytoprotective genes during oxidative and xenobiotic stress5-10. Nrf2 protects mammals from numerous age-related disorders such as cancer, neurodegeneration, and chronic inflammation and has become a major chemotherapeutic target11-13.Our assay is based on a GFP transgenic reporter for the SKN-1 target gene gst-414, which encodes a glutathione-s transferase6. The gst-4 reporter is also a biosensor for xenobiotic and oxidative chemicals that activate SKN-1 and can be used to detect low levels of contaminants such as acrylamide and methyl-mercury15-16.

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

A procedure for liquid-based culturing and dispensing of C. elegans strains expressing fluorescent reporter proteins is described that does not require expensive sorting equipment. This approach can be applied to numerous inducible C. elegans genes for drug discovery or biosensing of contaminants.

High-Throughput-Screening und Biosensorik mit Fluorescent C. elegans Die Stämme

High-throughput screening (HTS) is a powerful approach for identifying chemical modulators of biological processes.  However, many compounds identified in ...

Time-lapse Microscopy of Early Embryogenesis in Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans has often been used as a model system in studies of early developmental processes. The transparency of the 
embryos, the genetic resources, and the relative ease of transformation are qualities that make C. elegans an excellent model for early embryogenesis. Laser-based 
confocal microscopy and fluorescently labeled tags allow researchers to follow specific cellular structures and proteins in the developing embryo. For example, 
one can follow specific organelles, such as lysosomes or mitochondria, using fluorescently labeled dyes. These dyes can be delivered to the early embryo by means 
of microinjection into the adult gonad. Also, the localization of specific proteins can be followed using fluorescent protein tags. Examples are presented here 
demonstrating the use of a fluorescent lysosomal dye as well as fluorescently tagged histone and ubiquitin proteins. The labeled histone is used to visualize 
the DNA and thus identify the stage of the cell cycle. GFP-tagged ubiquitin reveals the dynamics of ubiquitinated vesicles in the early embryo. Observations 
of labeled lysosomes and GFP:: ubiquitin can be used to determine if there is colocalization between ubiquitinated vesicles and lysosomes. A technique for 
the microinjection of the lysosomal dye is presented. Techniques for generating transgenenic strains are presented elsewhere (1, 2). For imaging, embryos 
are cut out of adult hermaphrodite nematodes and mounted onto 2% agarose pads followed by time-lapse microscopy on a standard laser scanning confocal 
microscope or a spinning disk confocal microscope. This methodology provides for the high resolution visualization of early embryogenesis.

Time-lapse Microscopy of Early Embryogenesis in Caenorhabditis elegans

This article describes a technique for the visualization of the early events of embryogenesis in the nematode Caenorhabditis elegans.

Zeitraffer-Mikroskopie der frühen Embryogenese in Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans has often been used as a model system in studies of early developmental processes.  The transparency of the 
embryos, the genetic ...

Quantitative and Automated High-throughput Genome-wide RNAi Screens in C. elegans

RNA interference is a powerful method to understand gene function, especially when conducted at a whole-genome scale and in a quantitative context. In C. elegans, gene function can be knocked down simply and efficiently by feeding worms with bacteria expressing a dsRNA corresponding to a specific gene 1. While the creation of libraries of RNAi clones covering most of the C. elegans genome 2,3 opened the way for true functional genomic studies (see for example 4-7), most established methods are laborious. Moy and colleagues have developed semi-automated protocols that facilitate genome-wide screens 8. The approach relies on microscopic imaging and image analysis. 
	Here we describe an alternative protocol for a high-throughput genome-wide screen, based on robotic handling of bacterial RNAi clones, quantitative analysis using the COPAS Biosort (Union Biometrica (UBI)), and an integrated software: the MBioLIMS (Laboratory Information Management System from Modul-Bio) a technology that provides increased throughput for data management and sample tracking. The method allows screens to be conducted on solid medium plates. This is particularly important for some studies, such as those addressing host-pathogen interactions in C. elegans, since certain microbes do not efficiently infect worms in liquid culture.
	We show how the method can be used to quantify the importance of genes in anti-fungal innate immunity in C. elegans. In this case, the approach relies on the use of a transgenic strain carrying an epidermal infection-inducible fluorescent reporter gene, with GFP under the control of the promoter of the antimicrobial peptide gene nlp 29 and a red fluorescent reporter that is expressed constitutively in the epidermis. The latter provides an internal control for the functional integrity of the epidermis and nonspecific transgene silencing9. When control worms are infected by the fungus they fluoresce green. Knocking down by RNAi a gene required for nlp 29 expression results in diminished fluorescence after infection. Currently, this protocol allows more than 3,000 RNAi clones to be tested and analyzed per week, opening the possibility of screening the entire genome in less than 2 months.

Quantitative and Automated High-throughput Genome-wide RNAi Screens in C. elegans

We describe a protocol using C. elegans and RNAi feeding libraries that allows automated measurement of multiple parameters such as fluorescence, size and opacity of individual worms in a population. We give one example of a screen to identify genes involved in anti-fungal innate immunity in C. elegans.

Quantitative und automatisierte Hochdurchsatz-genomweiten RNAi-Screens in C elegans</em

RNA interference is a powerful method to understand gene function, especially when conducted at a whole-genome scale and in a quantitative context. In C. ...

Basic Caenorhabditis elegans Methods: Synchronization and Observation

Research into the molecular and developmental biology of the nematode Caenorhabditis elegans was begun in the early seventies by Sydney Brenner and it has since been used extensively as a model organism 1. C. elegans possesses key attributes such as simplicity, transparency and short life cycle that have made it a suitable experimental system for fundamental biological studies for many years 2. Discoveries in this nematode have broad implications because many cellular and molecular processes that control animal development are evolutionary conserved 3.
C. elegans life cycle goes through an embryonic stage and four larval stages before animals reach adulthood. Development can take 2 to 4 days depending on the temperature. In each of the stages several characteristic traits can be observed. The knowledge of its complete cell lineage 4,5 together with the deep annotation of its genome turn this nematode into a great model in fields as diverse as the neurobiology 6, aging 7,8, stem cell biology 9 and germ line biology 10. 
An additional feature that makes C. elegans an attractive model to work with is the possibility of obtaining populations of worms synchronized at a specific stage through a relatively easy protocol. The ease of maintaining and propagating this nematode added to the possibility of synchronization provide a powerful tool to obtain large amounts of worms, which can be used for a wide variety of small or high-throughput experiments such as RNAi screens, microarrays, massive sequencing, immunoblot or in situ hybridization, among others. 
Because of its transparency, C. elegans structures can be distinguished under the microscope using Differential Interference Contrast microscopy, also known as Nomarski microscopy. The use of a fluorescent DNA binder, DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole), for instance, can lead to the specific identification and localization of individual cells, as well as subcellular structures/defects associated to them.

Basic Caenorhabditis elegans Methods: Synchronization and Observation

The easiness of maintaining and propagating the nematode C. elegans make it a nice model organism to work with. The possibility of synchronizing worms allows the work with a significant amount of subjects at the same developmental stage, what facilitates the study of one particular process in many animals.

Grundlegende<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Methoden: Synchronisation und Observation

Research into the molecular and developmental biology of the nematode Caenorhabditis elegans was begun in the early seventies by Sydney Brenner and it has ...

Prostaglandin Extraction and Analysis in Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans is emerging as a powerful animal model to study the biology of lipids1-9. Prostaglandins are an important class of eicosanoids, which are lipid signals derived from polyunsaturated fatty acids (PUFAs)10-14. These signalling molecules are difficult to study because of their low abundance and reactive nature. The characteristic feature of prostaglandins is a cyclopentane ring structure located within the fatty acid backbone. In mammals, prostaglandins can be formed through cyclooxygenase enzyme-dependent and -independent pathways10,15. C. elegans synthesizes a wide array of prostaglandins independent of cyclooxygenases6,16,17. A large class of F-series prostaglandins has been identified, but the study of eicosanoids is at an early stage with ample room for new discoveries. Here we describe a procedure for extracting and analyzing prostaglandins and other eicosanoids. Charged lipids are extracted from mass worm cultures using a liquid-liquid extraction technique and analyzed by liquid chromatography coupled to electrospray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS). The inclusion of deuterated analogs of prostaglandins, such as PGF2 &alpha;-d4 as an internal standard is recommended for quantitative analysis. Multiple reaction monitoring or MRM can be used to quantify and compare specific prostaglandin types between wild-type and mutant animals. Collision-induced decomposition or MS/MS can be used to obtain information on important structural features. Liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) survey scans of a selected mass range, such as m/z 315-360 can be used to evaluate global changes in prostaglandin levels. We provide examples of all three analyses. These methods will provide researchers with a toolset for discovering novel eicosanoids and delineating their metabolic pathways.

Prostaglandin Extraction and Analysis in Caenorhabditis elegans

In this paper, we describe an optimized procedure for extracting and analyzing prostaglandins and other eicosanoids from C. elegans using LC-MS/MS.

Prostaglandin Extraktion und Analyse in<em&gt; Caenorhabditis elegans</em

Caenorhabditis elegans is emerging as a powerful animal model to study the biology of lipids1-9. Prostaglandins are an important class of eicosanoids, ...

High-throughput Screening for Chemical Modulators of Post-transcriptionally Regulated Genes

Both transcriptional and post-transcriptional regulation have a profound impact on genes expression. However, commonly adopted cell-based screening assays focus on transcriptional regulation, being essentially aimed at the identification of promoter-targeting molecules. As a result, post-transcriptional mechanisms are largely uncovered by gene expression targeted drug development. Here we describe a cell-based assay aimed at investigating the role of the 3&#39; untranslated region (3&#8217; UTR) in the modulation of the fate of its mRNA, and at identifying compounds able to modify it. The assay is based on the use of a luciferase reporter construct containing the 3&#8217; UTR of a gene of interest stably integrated into a disease-relevant cell line. The protocol is divided into two parts, with the initial focus on the primary screening aimed at the identification of molecules affecting luciferase activity after 24 hr of treatment. The second part of the protocol describes the counter-screening necessary to discriminate compounds modulating luciferase activity specifically through the 3&#8217; UTR. In addition to the detailed protocol and representative results, we provide important considerations about the assay development and the validation of the hit(s) on the endogenous target. The described cell-based reporter gene assay will allow scientists to identify molecules modulating protein levels via post-transcriptional mechanisms dependent on a 3&#8217; UTR.

Here we describe a cell-based reporter gene assay as a valuable tool to screen chemical libraries for compounds modulating post-transcriptional control mechanisms exerted through 3&#8217; UTR.

Hochdurchsatz-Screening für Chemische Modulatoren der Post-transkriptionell regulierten Genen

Both transcriptional and post-transcriptional regulation have a profound impact on genes expression. However, commonly adopted cell-based screening assays ...

Cultivation of Caenorhabditis elegans in Three Dimensions in the Laboratory

The use of genetic model organisms such as Caenorhabditis elegans has led to seminal discoveries in biology over the last five decades. Most of what we know about C. elegans is limited to laboratory cultivation of the nematodes that may not necessarily reflect the environments they normally inhabit in nature. Cultivation of C. elegans in a 3D habitat that is more similar to the 3D matrix that worms encounter in rotten fruits and vegetative compost in nature could reveal novel phenotypes and behaviors not observed in 2D. In addition, experiments in 3D can address how phenotypes we observe in 2D are relevant for the worm in nature. Here, a new method in which C. elegans grows and reproduces normally in three dimensions is presented. Cultivation of C. elegans in Nematode Growth Tube-3D (NGT-3D) can allow us to measure the reproductive fitness of C. elegans strains or different conditions in a 3D environment. We also present a novel method, termed Nematode Growth Bottle-3D (NGB-3D), to cultivate C. elegans in 3D for microscopic analysis. These methods allow scientists to study C. elegans biology in conditions that are more reflective of the environments they encounter in nature. These can help us to understand the overlying evolutionary relevance of the physiology and behavior of C. elegans we observe in the laboratory.

Cultivation of Caenorhabditis elegans in Three Dimensions in the Laboratory

We present a simple method to construct 3D nematode cultivation systems called NGT-3D and NGB-3D. These can be used to study nematode fitness and behaviors in habitats that are more similar to natural Caenorhabditis elegans habitats than the standard 2D laboratory C. elegans culture plates.

der Anbau von<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; In drei Dimensionen im Labor

The use of genetic model organisms such as Caenorhabditis elegans has led to seminal discoveries in biology over the last five decades. Most of what we ...

Combined Nucleotide and Protein Extractions in Caenorhabditis elegans

A single biological sample holds a plethora of information, and it is now common practice to simultaneously investigate several macromolecules to capture a full picture of the multiple levels of molecular processing and changes between different conditions. This protocol presents the method of isolating DNA, RNA, and protein from the same sample of the nematode Caenorhabditis elegans to remove the variation introduced when these biomolecules are isolated from replicates of similarly treated but ultimately different samples. Nucleic acids and protein are extracted from the nematode using the acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction method, with subsequent precipitation, washing, and solubilization of each. We show the successful isolation of RNA, DNA, and protein from a single sample from three strains of nematode and HeLa cells, with better protein isolation results in adult animals. Additionally, guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform-extracted protein from nematodes improves the resolution of larger proteins, with enhanced detectable levels as observed by immunoblotting, compared to the traditional RIPA extraction of protein.
The method presented here is useful when investigating samples using a multiomic approach, specifically for the exploration of the proteome and transcriptome. Techniques that simultaneously assess multiomics are appealing because molecular signaling underlying complex biological phenomena is thought to occur at complementary levels; however, it has become increasingly common to see that changes in mRNA levels do not always reflect the same change in protein levels and that the time of collection is relevant in the context of circadian regulations. This method removes any intersample variation when assaying different contents within the same sample (intrasample.)

Combined Nucleotide and Protein Extractions in Caenorhabditis elegans

Here, we present a protocol for the isolation of RNA, DNA, and protein from the same sample, in an effort to reduce variation, improve reproducibility, and facilitate interpretations.

Kombinierte Nukleotid- und Protein Extraktionen in Caenorhabditis elegans

A single biological sample holds a plethora of information, and it is now common practice to simultaneously investigate several macromolecules to capture ...

Measurement of Oxygen Consumption Rates in Intact Caenorhabditis elegans

Optimal mitochondrial function is critical for healthy cellular activity, particularly in cells that have high energy demands like those in the nervous system and muscle. Consistent with this, mitochondrial dysfunction has been associated with a myriad of neurodegenerative diseases and aging in general. Caenorhabditis elegans have been a powerful model system for elucidating the many intricacies of mitochondrial function. Mitochondrial respiration is a strong indicator of mitochondrial function and recently developed respirometers offer a state-of-the-art platform to measure respiration in cells. In this protocol, we provide a technique to analyze live, intact C. elegans. This protocol spans a period of ~7 days and includes steps for (1) growing and synchronization of C. elegans, (2) preparation&#160;of compounds to be injected and hydration of probes, (3) drug loading and cartridge equilibration, (4) preparation of worm assay plate and assay run, and (5) post-experiment data analysis.

Measurement of Oxygen Consumption Rates in Intact Caenorhabditis elegans

Mitochondrial respiration is critical for organismal survival; therefore, oxygen consumption rate is an excellent indicator of mitochondrial health. In this protocol, we describe the use of a commercially available respirometer to measure basal and maximal oxygen consumption rates in live, intact, and freely-motile Caenorhabditis elegans.

Messung von Sauerstoff Verbrauchsmengen in intakten Caenorhabditis elegans

Optimal mitochondrial function is critical for healthy cellular activity, particularly in cells that have high energy demands like those in the nervous ...