Name: measuring the effects of bacteria on c. elegans behavior using an egg retention assay
Uploaded: 2013-10-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
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Die Autoren möchten bis Juni Middleton zur Versorgung E. danken faecalis Stämme und zur Führung mit Bakterienkultur. C. elegans wurden von der CGC, die durch NIH Office of Research Infrastructure Programme (P40 OD010440) finanziert wird, zur Verfügung gestellt.

1) Herstellung der Nematode Wachstumsmedien (NGM) <ol><li> Um 50 Platten machen, fügen Sie 1,5 g NaCl, 8,5 g Reinstwasser Agar und 1,25 g Pepton zu einem 1 Lflask. </li><li> In 487,5 ml dH 2 O zu überführen. Swirl sanft zu mischen und decken Eröffnung der Kolben mit einem Stück Alufolie. </li><li> Sterilisieren Sie die Lösung durch Autoklavieren bei Normalbedingungen (121 psi, 120 ° C, 20 min). </li><li> Lassen Sie die Lösung auf 45 ° C in einem Wasserbad abkühlen. </li><li> Zu der Lösung, fügen Sie die folgenden in der Reihenfolge: 500 ul Cholesterin aus einer 5 mg / ml Stammlösung (gelöst in Ethanol), 500 ul 1 M CaCl 2, 500 ul 1 M MgSO 4 und 12,5 ml KPO 4-Puffer (54,15 g KH 2 PO 4 und 17,8 g K 2 HPO 4 in 500 ml dH 2 O), wie in 18 beschrieben. </li><li> Mit einer sterilen Pipetten, 10 ml Agar-Lösung zu jedem 60 mm Polystyrol-Petrischale. Lassen Sie die Medien bei Raumtemperatur erstarren overnight. </li></ol> 2) Herstellung von B Broth E. coli Medien <ol><li> Um fünf 100 ml Kulturen machen, fügen Sie 5,0 g Bacto Tryptone, 2,5 g Hefeextrakt, 5,0 g NaCl in ein Becherglas. </li><li> In sterile, destilliertem Wasser auf ein Endvolumen von 500 ml. Die Lösung wird auf einer Heizplatte unter Rühren, bis die gelösten Stoffe aufgelöst haben. </li><li> Gießen Sie 100 ml Brühe B in fünf Glasflaschen (mindestens 200 ml Volumen). </li><li> Sterilisieren Sie die Lösungen durch Autoklavieren bei Normalbedingungen (121 psi, 120 ° C, 20 Minuten). </li><li> Erlauben B Brühe auf Raumtemperatur vor Gebrauch abkühlen. </li></ol> 3) C. Seeding elegans Wartung Plates <ol><li> Nachdem man NGM-Platten bei Raumtemperatur für mindestens eine Woche getrocknet, zu inokulieren einem 100 ml B Kulturbrühe mit einigen Kolonien von E. coli (OP50). </li><li> Wachsen E. coli-Kultur bei 37 ° C über Nacht. </li><li> Pipette ein bis zwei Tropfen (ca. 10081, L) des OP50 Kultur auf die Mitte jedes NGM Platte. Die Platten werden in der Regel deckelseitigen gestapelt. Beim Pipettieren (Impfung), durch Pipettieren der Kultur auf die Platte an der Unterseite des Stapels zu beginnen. Arbeiten Sie sich jeden Stapel. Versuche nicht, die Platten nach der Aussaat zu bewegen, weil es wichtig ist, dass die Kultur nicht zu nahe an den Kanten der Platte erhalten. </li><li> Lassen Sie die gesetzte Platten bei Raumtemperatur für mindestens eine Woche trocknen, bevor Sie. </li><li> Gesetzt Platten gespeichert sind (invertiert) in versiegelten Plastikbehältern bei Raumtemperatur. </li></ol> 4) Die Aufrechterhaltung C. elegans Stämme <ol><li> Um wohlgenährt C zu halten elegans hat, verwenden Sie einen Wurm holen, um drei oder L4s schwangeren Erwachsenen zu einer neuen, entkernt NGM Platte bewegen alle 3-4 Tage. </li><li> Shop Platten (invertiert) vorzugsweise in einem Brutschrank bei 15 - 22 ° C. Kulturen in den beschriebenen Assays wurden bei 20 ° C gelagert C. elegans Entwicklung ist temperaturabhängig. Wie Maintenance Temperatur zunimmt, nimmt Zeit zwischen Entwicklungsstadien. </li></ol> 5) Herstellung von CASO-Agar (TSA) E. faecalis Kultur Medien <ol><li> Um 50 Platten zu machen, messen 500 ml sterilem, destilliertem Wasser in einen Kolben und zum Kochen bringen, unter Rühren auf einer Heizplatte. </li><li> 20 g pulverisierte TSA-Agar zu Kolben und erlauben Lösung zu lösen. </li><li> Sterilisieren Sie die Lösungen durch Autoklavieren bei Normalbedingungen (121 psi, 120 ° C, 20 Minuten). </li><li> Lassen Sie die Lösung auf 45 ° C in einem Wasserbad abkühlen. </li><li> Mit einer sterilen Pipetten, 10 ml Agar-Lösung zu jedem 60 mm Polystyrol-Petrischale. Lassen Sie die Medien, um über Nacht bei Raumtemperatur erstarren. </li></ol> 6) Herstellung von CASO-Bouillon (TSB) E. faecalis Kultur Medien <ol><li> Um 250 Zellkulturröhrchen machen, messen 500 ml sterilem, destilliertem Wasser in einen Kolben und warm auf einer Heizplatte unter Rühren. </li&gt; <li> In 15 g von TSB-Agar-Pulver in den Kolben und damit das Pulver aufzulösen. </li><li> Sterilisieren Sie die Lösungen durch Autoklavieren bei Normalbedingungen (121 psi, 120 ° C, 20 Minuten). </li><li> Anschließend Lösung auf Raumtemperatur abkühlen, dann Pipette 2 ml in sterile 5 ml-Röhrchen. </li></ol> 7) Herstellung von Brain Heart Infusion (BHI) Medium mit Streptomycin, für E. faecalis Kultur <ol><li> Messen Sie 500 ml sterilem, destilliertem Wasser in einen Kolben und zum Kochen bringen, unter Rühren auf einer Heizplatte. </li><li> In 26 g BHI-Medium in den Kolben und damit die Lösung aufzulösen. </li><li> Sterilisieren Sie die Lösungen durch Autoklavieren bei Normalbedingungen (121 psi, 120 ° C, 20 Minuten). </li><li> Anschließend Lösung auf 45 ° C in einem Wasserbad abgekühlt. </li><li> Mit einer sterilen Technik, fügen Sie 0,5 ml einer 10 mg / ml Streptomycin Stammlösung und Schwenken vermischen. </li><li> 10 ml der Lösung zu jedem 60 mm Polystyrol-Petrischale. </li><li&gt; Erlauben Medien über Nacht bei Raumtemperatur erstarren. Shop Platten (invertiert) bei 4 ° C bis ein paar Stunden vor dem Gebrauch. </li></ol> 8) Die Aufrechterhaltung E. faecalis Stämme <ol><li> Um E. pflegen faecalis Aktien, eine sterile Schleife Streifen einzelnen Kolonien auf separate CASO-Agar (TSA) Platten. </li><li> Wachsen Kulturen bei 37 ° C über Nacht. Shop Platten (invertiert) in einer versiegelten Tüte oder Kiste bei Raumtemperatur mehrere Wochen. </li></ol> 9) vorbereiten E. faecalis Platten für EIW Assay <ol><li> Impfen eine 2 ml TSB-Kultur mit einer Kolonie von E. faecalis beimpft und über Nacht bei 37 ° C </li><li> Je 20 ul E. faecalis Kultur auf die Mitte einer vorbereiteten BHI-Streptomycin Platte beimpft und über Nacht bei 37 ° C. </li></ol> 10) E. Vorbereitung coli Platten für EIW Assay (Control-Platten) <ol><li> Impfen eine 100 ml B-broth Kultur mit einer Kolonie von E. coli OP50 und Inkubation über Nacht bei 37 ° C </li><li> Je 20 ul des OP50 Kultur auf die Mitte eines ungesetzte NGM Platte und damit die gesetzten Platten über Nacht bei Raumtemperatur trocknen. </li></ol> 11) in Egg Worm Assay <ol><li> Wähle 15-20 inszeniert-L4 C. elegans (Abbildung 1) auf die Mitte eines Rasens der Bakterien auf einem vorbereiteten BHI-Strep-E. faecalis Platte. Achten Sie darauf, nicht zu viel von OP50 zur BHI Platte übertragen. Wähle die gleiche Anzahl von L4s auf ein Steuersignal NGM-OP50 Platte. </li><li> Die Platten für 40 Stunden bei 20 ° C. </li><li> Es werden 20% Bleichmittel-Lösung. Mischen Sie eine handelsübliche Bleiche (6,0% Natriumhypochlorit) mit dem entsprechenden Volumen destilliertem Wasser. </li><li> In 10 ul Tropfen Bleichmittel-Lösung zu zehn verschiedenen Standorten auf einem Kunststoff-Deckel (von einem Wurm oder bakterielle Platte). </li><li> Mit einem Wurm Pick, zu übertragen, eine Schnecke in jedem Tropfen Bleichmittel. Vorsichtig schwenken die Spitze des EisbergsAbholung in der Bleiche Tröpfchen, um sicherzustellen, der Wurm hat sich das Ende der Wahl (zu bestätigen, indem Sie die Tropfen unter einem Binokular) gewaschen. </li><li> Lassen Sie die Nagelhaut für ca. 10 min oder auflösen, bis die Würmer aufplatzen, Vertreibung der Eier (Abbildung 2). Achten Sie darauf, Eier von der Platte zu übertragen. </li><li> Mit einem Binokular, zählen Sie die Eier in jedem Tropfen Bleichmittel. </li></ol>

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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.

Die wichtigsten Schritte bei der erfolgreichen Durchführung dieses Tests sind: 1) mit wohlgenährt Bestände von C. elegans, 2) Kultivieren einzelne Arten von Bakterien auf der Assay-Platte, 3) genau identifiziert inszeniert L4 Würmer für die Exposition gegenüber E. faecalis, 4) halten Belichtungszeit auf E. faecalis konsistent über alle Studien und 5) Bleichen Zeit sollte nicht mehr als zehn Minuten, um Ei Zerfall zu verhindern. Für diesen Test ist es wichti...

Caenorhabditis elegans, ein mikroskopisch, frei lebende Fadenwurm ist ein Modellorganismus traditionell genutzt, um Entwicklungs-und Zell-Signal-Prozesse wegen seiner transparenten Anatomie, gut charakterisierten Entwicklung, vollständig sequenzierten Genom, kurz-Generation Zeit und genetische Homologie zu Menschen studieren . In jüngerer Zeit C. elegans hat sich zu einem Modellorganismus im Bereich der Umwelt-Toxikologie und angeborenen Immunität 10, 11. Diese Selbstversorger-Düngung Zwitter Würmer geschlechtsreif werden innerhalb von zwei bis drei Tagen nach dem Schlüpfen aus dem Ei. Während seines Lebenszyklus, C. elegans durchläuft vier Larvenstadien (L1-L4), vor Erreichen des Erwachsenenalters. Eine isolierte Zwitter erzeugen kann, im Durchschnitt 300 Nachkommen innerhalb von drei Tagen von Peak Fruchtbarkeit. In Geschlechtsreife C. elegans Hermaphroditen sind befruchtete Eizellen in der Gebärmutter für mehrere Stunden vor der Verlegung beibehalten. Dienormale Anzahl von Eiern in der Gebärmutter zu einem beliebigen Zeitpunkt gespeichert werden (während der Spitzenzeiten Fruchtbarkeit) zwischen zehn und fünfzehn 12. Die Zahl der Eier in der Gebärmutter ist eine Funktion sowohl die Rate der Ei-Produktion und die Rate der Eiablage. Befruchteten Eier werden von der Gebärmutter durch die Kontraktion der Muskeln sechzehn vulval um die Öffnung der Vulva 13 angeordnet vertrieben. Zwitter-spezifische Motoneuronen (HSN) und VC Motoneuronen Synapse auf Vulva Muskeln beeinflussen Muskelkontraktion und damit Eiablageverhalten 5,7,13,14. Vertreibung von Eiern aus der Gebärmutter tritt aufgrund koordinierte Aktivität von Nervenzellen und Muskeln. Lab Kulturen von C. elegans sind in der Regel auf eine Diät von pathogenen Escherichia coli OP50 angehoben. In der natürlichen Umwelt, C. elegans kommen in Kontakt mit einer Vielzahl von Nahrungsquellen, wie pathogene Bakterien, die potenziell schädlich. Wenn schädliche Stoffe in exponiertendie Umwelt, C. elegans behalten Eier, bis die Umwelt günstiger wird. Vermutlich Ei Vorratsdatenspeicherung ist eine Anstrengung, um ihre Nachkommen zu schützen. In diesem Ei in Wurm (EIW)-Assay, C. elegans mit den potentiell pathogenen Bakterien Enterococcus faecalis, die in der Umwelt ausgesetzt ist. Die Exposition gegenüber pathogenen Formen von E. faecalis kann anhaltende Darm-Infektion und sogar den Tod in C. elegans 15. Die Exposition gegenüber anderen Formen von pathogenen Bakterien wurde gezeigt, dass Ei Retention 16,17 beeinflussen, aber die Wirkung war nicht quantifiziert. Darüber hinaus belastet die Wirkung einer leicht pathogene E. faecalis hat Stämme, die nicht sofort tödlich, auf Eiablageverhalten nicht untersucht worden. EIW Assays beinhalten Zählen der Anzahl der Eier in die Gebärmutter der C gehalten elegans 4. Obwohl C. eleganstransparent sind, können Eier der sich in der Gebärmutter schwierig sein, in einer intakten Tier quantifizieren. Der Test umfasst EIW Bleichen schwangeren Erwachsenen C. elegans, die Bakterien für eine bestimmte Zeit ausgesetzt waren. Die Bleichmittel-Lösung löst sich die äußere Schuppenschicht verlassen die Eier hinter. Die Eier sind Brechungsindex der Auswirkungen der Bleiche durch die Gegenwart eines schützenden Eierschale. Nach dem Bleichen ist eine sehr leicht in der Lage, die Zahl der Eier aus dem Uterus der Würmer auf Bleichen freigegeben zählen. Der beschriebene Test ist eine einfache, preiswerte und schnelle Methode, um die Anzahl der Eier im Uterus auf einmal zu quantifizieren, und somit die Quantifizierung der Effekte von E. faecalis auf Ei Retention. Dieser Test kann verwendet werden, um die Wirkung von anderen Arten von Bakterien, Umweltgifte oder Drogen auf Ei Retention zu quantifizieren. Dieser Test hat auch das Potenzial, um als Bildschirm für die bakterielle Pathogenität verwendet werden.

<table><tbody><tr><td>Agar, ultrapure</td><td>Affymetrix</td><td>10906</td><td></td></tr><tr><td>Bacto Peptone</td><td>Becton Dickinson</td><td>211677</td><td></td></tr><tr><td>Bacto Tryptone</td><td>Becton Dickinson</td><td>211705</td><td></td></tr><tr><td>Brain Heart Infusion dehydrated medium</td><td>Carolina Biological Supply</td><td>781781</td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;C. elegans&lt;/em&gt;, N2 strain</td><td>Caenorhabditis Genetics Center</td><td></td><td>http://www.cbs.umn.edu/cgc</td></tr><tr><td>Cholesterol</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11470</td><td></td></tr><tr><td>Culture plates for &lt;em&gt;C. elegans&lt;/em&gt;</td><td>Tritech Research Inc.</td><td>T3308</td><td></td></tr><tr><td>Culture plates for &lt;em&gt;E. faecalis&lt;/em&gt;</td><td>Fisher Scientific-Fisherbrand</td><td>875713</td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;E. coli &lt;/em&gt;(OP50)</td><td>Caenorhabditis Genetics Center</td><td></td><td>http://www.cbs.umn.edu/cgc</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;E. faecalis&lt;/em&gt; strains</td><td></td><td></td><td>provided by J. Middleton. All isolates were confirmed as enterococci</td></tr><tr><td colspan="4">by observing growth on enterococcosel agar (BBL) and in 6% NaCl broth;</td></tr><tr><td colspan="4"> &lt;p&gt;all strains grew at 44.5 &amp;ordm;C and were catalase negative and hydrolyzed esculin. A simplified&amp;nbsp;&lt;span style=&quot;line-height: 1.6em;&quot;&gt;dichotomous key based on pigmentation and fermentation reactions for six sugars&amp;nbsp;&lt;/span&gt;&lt;span style=&quot;line-height: 1.6em;&quot;&gt;(arabinose, mannitol, methyl-&amp;alpha;-D-glucopyranoside (MGP), ribose, sorbose and sorbitol) allowed&amp;nbsp;&lt;/span&gt;&lt;span style=&quot;line-height: 1.6em;&quot;&gt;presumptive identification of all &lt;em&gt;E&lt;/em&gt;. &lt;em&gt;faecalis&lt;/em&gt; strains (Efs lacks pigmentation and is arabinose, MGP&amp;nbsp;&lt;/span&gt;&lt;span style=&quot;line-height: 1.6em;&quot;&gt;and sorbose negative and sorbitol, mannitol and ribose positive). All presumptive Efs strains&amp;nbsp;&lt;/span&gt;&lt;span style=&quot;line-height: 1.6em;&quot;&gt;were confirmed using the API 20 STREP system (Biomerieux).&lt;/span&gt;&lt;/p&gt; </td></tr><tr><td>Microscope</td><td>Motic</td><td>SMZ 168B</td><td>any microscope with transmitted illumination and 50X magnification should be sufficient</td></tr><tr><td>Streptomycin sulfate</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP910-50</td><td></td></tr><tr><td>Tryptic Soy Agar (Soybean-Casein Digest Agar Medium), Difco</td><td>Becton Dickinson</td><td>236950</td><td></td></tr><tr><td>Trypticase Soy Broth (Soybean-Casein Digest Medium), BBL</td><td>Becton Dickinson</td><td>211768</td><td></td></tr><tr><td>Yeast extract</td><td>Acros</td><td>61180-1000</td><td></td></tr></tbody></table>

measuring the effects of bacteria on c. elegans behavior using an egg retention assay

C. elegans Eiablage Verhalten wird durch Umweltreize wie Osmolarität 1 und Vibrationen 2 betroffen. In dem völligen Fehlen von Lebensmitteln C. elegans auch aufhören Eiablage und behalten befruchteten Eizellen in ihre Gebärmutter 3. Jedoch ist die Wirkung der verschiedenen Quellen für Lebensmittel, insbesondere pathogenen Bakterien und insbesondere Enterococcus faecalis, auf Eiablageverhalten nicht gut charakterisiert. Das Ei-in-Wurm (EIW) Assay ist ein nützliches Werkzeug, um die Auswirkungen der verschiedenen Arten von Bakterien zu quantifizieren, in diesem Fall E. faecalis auf Eiablageverhalten. EIW Assays beinhalten Zählen der Anzahl der Eier in die Gebärmutter der C gehalten elegans 4. Der Test umfasst EIW Bleichen inszeniert, schwangeren Erwachsenen C. elegans zur Entfernung der Nagelhaut und trennen Sie die beibehalten Eier aus dem Tier. Vor dem Bleichen, sind Würmer, Bakterien (oder jede Art von Umwelt-Cue ausgesetzt) Für eine feste Zeitspanne. Nach dem Bleichen ist eine sehr leicht in der Lage, die Anzahl der Eier in der Gebärmutter der Würmer gehalten zählen. In diesem Test wurde eine messbare Erhöhung der Ei-Retention nach E. faecalis Belichtung kann leicht gemessen werden. Die EIW Assay ein Assay, der Verhaltens verwendet werden, um potentiell pathogenen Bakterien oder dem Vorhandensein von Umweltgiften screenen kann. Darüber hinaus kann die EIW Assay ein Werkzeug zum Auffinden von Wirkstoffen, die Neurotransmitter beeinflussen Signalisierung seit Eiablageverhalten moduliert von Neurotransmittern wie Serotonin und Acetylcholin 5-9 sein.

Dieser Assay ermöglicht es, die Anzahl der Eier im C gehalten quantifizieren elegans nach Einwirkung von E. faecalis. L4 inszeniert Würmer (gekennzeichnet durch transparente offenen Raum über ihre Vulva, Abbildung 1), um E. ausgesetzt wurden faecalis bis ins Erwachsenenalter. Nach 40 Stunden der Exposition gegenüber E. faecalis wurde Bleichen durchgeführt. Da die Kutikula zerfiel in der Bleiche Tröpfchen, wurden die Eier noch deutlicher <strong...

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Messung der Auswirkungen von Bakterien auf das Verhalten von C. Elegans mithilfe eines Eiretentionstests | Biologie | Video

Measuring the Effects of Bacteria on C. Elegans Behavior Using an Egg Retention Assay

Ein Ei-in-Wurm (EIW)-Assay ist eine nützliche Methode, um Eiablageverhalten quantifizieren. Änderungen in Eiablage kann eine Verhaltensreaktion des Modells Organismus<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Potenziell schädlichen Umwelteinflüssen Substanzen wie diejenigen, die durch pathogene Bakterien.

Messung der Auswirkungen von Bakterien auf<em&gt; C. Elegans</em&gt; Verhalten Mit einem Ei Retention Assay

C. elegans egg-laying behavior is  affected by environmental cues such as osmolarity1 and  vibration2. In the total absence of food C. elegans also cease ...

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17.0K Aufrufe.  Fairleigh Dickinson University. Ein Ei-in-Wurm (EIW)-Assay ist eine nützliche Methode, um Eiablageverhalten quantifizieren. Änderungen in Eiablage kann eine Verhaltensreaktion des Modells Organismus Caenorhabditis elegans Potenziell schädlichen Umwelteinflüssen Substanzen wie diejenigen, die durch pathogene Bakterien.

Serie: Measuring the Effects of Bacteria on C. Elegans Behavior Using an Egg Retention Assay

The Nematode Caenorhabditis Elegans - A Versatile In Vivo Model to Study Host-microbe Interactions

We demonstrate a method using Caenorhabditis elegans as a model host to study microbial interaction. Microbes are introduced via the diet making the intestine the primary location for disease. The nematode intestine structurally and functionally mimics mammalian intestines and is transparent making it amenable to microscopic study of colonization. Here we show that pathogens can cause disease and death. We are able to identify microbial mutants that show altered virulence. Its conserved innate response to biotic stresses makes C. elegans an excellent system to probe facets of host innate immune interactions. We show that hosts with mutations in the dual oxidase gene cannot produce reactive oxygen species and are unable to resist microbial insult. We further demonstrate the versatility of the presented survival assay by showing that it can be used to study the effects of inhibitors of microbial growth. This assay may also be used to discover fungal virulence factors as targets for the development of novel antifungal agents, as well as provide an opportunity to further uncover host-microbe interactions. The design of this assay lends itself well to high throughput whole-genome screens, while the ability to cryo-preserve worms for future use makes it a cost-effective and attractive whole animal model to study.

The Nematode Caenorhabditis Elegans - A Versatile In Vivo Model to Study Host-microbe Interactions

Here, we present the nematode Caenorhabditis elegans as a versatile host model to study microbial interaction.

Der Fadenwurm Caenorhabditis Elegans - ein vielseitig In Vivo Modell zur Host-Mikroben-Interaktionen

We demonstrate a method using Caenorhabditis elegans as a model host to study microbial interaction. Microbes are introduced via the diet making the ...

Forschung

Genetik

Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

The nematode, Caenorhabditis elegans' compact nervous system of only 302 neurons underlies a diverse repertoire of behaviors. To facilitate the dissection of the neural circuits underlying these behaviors, the development of robust and reproducible behavioral assays is necessary. Previous C. elegans behavioral studies have used variations of a "drop test", a "chemotaxis assay", and a "retention assay" to investigate the response of C. elegans to soluble compounds. The method described in this article seeks to combine the complementary strengths of the three aforementioned assays. Briefly, a small circle in the middle of each assay plate is divided into four quadrants with the control and experimental solutions alternately placed. After the addition of the worms, the assay plates are loaded into a behavior chamber where microscope cameras record the worms' encounters with the treated regions. Automated video analysis is then performed and a preference index (PI) value for each video is generated. The video acquisition and automated analysis features of this method minimizes the experimenter's involvement and any associated errors. Furthermore, minute amounts of the experimental compound are used per assay and the behavior chamber's multi-camera setup increases experimental throughput. This method is particularly useful for conducting behavioral screens of genetic mutants and novel chemical compounds. However, this method is not appropriate for studying stimulus gradient navigation due to the close proximity of the control and experimental solution regions. It should also not be used when only a small population of worms is available. While suitable for assaying responses only to soluble compounds in its current form, this method can be easily modified to accommodate multimodal sensory interaction and optogenetic studies. This method can also be adapted to assay the chemosensory responses of other nematode species.

We present a behavior recording setup and protocol that enables automated analysis of the nematode, Caenorhabditis elegans' preference for soluble compounds in a population-based assay. This article describes the construction of a behavior chamber, the behavioral assay protocol, and video analysis software usage.

Automatisierte Analyse eines Nematoden-Populations-basierten Chemosensorischen Präferenzassays

The nematode, Caenorhabditis elegans' compact nervous system of only 302 neurons underlies a diverse repertoire of behaviors. To facilitate the dissection ...

Verhalten

Smartphone-basierte Bildgebung für C. elegans Rasenvermeidungs-Assay

A Smartphone-Based Imaging Method for C. elegans Lawn Avoidance Assay

When exposed to toxic or pathogenic bacteria, the nematode Caenorhabditis elegans displays a learned lawn avoidance behavior, in which the worms gradually leave their food source and prefer to remain outside the bacterial lawn. The assay is an easy way to test the worms' ability to sense external or internal cues to properly respond to harmful conditions. Though a simple assay, counting is time consuming, particularly with multiple samples, and assay durations that span overnight are inconvenient for researchers. An imaging system that can image many plates over a long period is useful but costly. Here, we describe a smartphone-based imaging method to record lawn avoidance in C. elegans. The method requires only a smartphone and a light emitting diode (LED) light box, to serve as a transmitted light source. Using free time-lapse camera applications, each phone can image up to six plates, with sufficient sharpness and contrast to manually count worms outside the lawn. The resulting movies are processed into 10 s audio video interleave (AVI) files for every hourly time point, then cropped to show each single plate to make them more amenable for counting. This method is a cost-effective way for those looking to examine avoidance defects and can potentially be extended to other C. elegans assays.

Autor im Rampenlicht: Eine Smartphone-basierte Bildgebungsmethode für den Rasenvermeidungs-Assay von C. elegans  

This article describes a simple, low-cost method of recording the lawn avoidance behavior of Caenorhabditis elegans, using readily available items such as a smartphone and a light emitting diode (LED) light box. We also provide a Python script to process the video file into a format more amenable for counting.

Eine Smartphone-basierte Bildgebungsmethode für den Rasenvermeidungstest von C. elegans

When exposed to toxic or pathogenic bacteria, the nematode Caenorhabditis elegans displays a learned lawn avoidance behavior, in which the worms gradually ...

An Assay for Measuring the Effects of Ethanol on the Locomotion Speed of Caenorhabditis elegans

Alcohol use disorders are a significant public health concern, for which there are few effective treatment strategies. One difficulty that has delayed the development of more effective treatments is the relative lack of understanding of the molecular underpinnings of the effects of ethanol on behavior. The nematode, Caenorhabditis elegans (C.&#160;elegans), provides a useful model in which to generate and test hypotheses about the molecular effects of ethanol. Here, we describe an assay that has been developed and used to examine the roles of particular genes and environmental factors in behavioral responses to ethanol, in which locomotion is the behavioral output. Ethanol dose-dependently causes an acute depression of crawling on an agar surface. The effects are dynamic; animals exposed to a high concentration demonstrate an initial strong depression of crawling, referred to here as initial sensitivity, and then partially recover locomotion speed despite the continued presence of the drug. This ethanol-induced behavioral plasticity is referred to here as the development of acute functional tolerance. This assay has been used to demonstrate that these two phenotypes are distinct and genetically separable. The straightforward locomotion assay described here is suitable for examining the effects of both genetic and environmental manipulations on these acute behavioral responses to ethanol in C.&#160;elegans.

An Assay for Measuring the Effects of Ethanol on the Locomotion Speed of Caenorhabditis elegans

C. elegans is a useful model for studying the effects of ethanol on behavior. We present a behavioral assay that quantifies the effects of ethanol on the locomotion speed of crawling worms; both initial sensitivity and the development of acute functional tolerance to ethanol can be measured with this assay.

Ein Test zur Messung der Wirkung von Ethanol auf die Fortbewegungsgeschwindigkeit der<em&gt; Caenorhabditis elegans</em

Alcohol use disorders are a significant public health concern, for which there are few effective treatment strategies. One difficulty that has delayed the ...

Neurowissenschaften

A Caenorhabditis elegans Nutritional-status Based Copper Aversion Assay

To ensure survival, organisms must be capable of avoiding unfavorable habitats while ensuring a consistent food source. Caenorhabditis elegans alter their locomotory patterns upon detection of diverse environmental stimuli and can modulate their suite of behavioral responses in response to starvation conditions. Nematodes typically exhibit a decreased aversive response when removed from a food source for over 30 min. Observation of behavioral changes in response to a changing nutritional status can provide insight into the mechanisms that regulate the transition from a well-fed to starved state.
We have developed an assay that measures a nematode&#39;s ability to cross an aversive barrier (i.e. copper) then reach a food source over a prolonged period of time. This protocol builds upon previous work by integrating multiple variables in a manner that allows for continued data collection as the organisms shift towards an increasingly starved condition. Moreover, this assay permits an increased sample size so that larger populations of nematodes can be simultaneously evaluated.
Organisms defective for the ability to detect or respond to copper immediately cross the chemical barrier, while wild type nematodes are initially repelled. As wild type worms are increasingly starved, they begin to cross the barrier and reach the food source. We designed this assay to evaluate a mutant that is incapable of responding to diverse environmental cues, including food sensation or detection of aversive chemicals. When evaluated via this protocol, the defective organisms immediately crossed the barrier, but were also incapable of detecting a food source. Hence, these mutants repeatedly cross the chemical barrier despite temporarily reaching a food source. This assay can straightforwardly test populations of worms to evaluate potential pathway defects related to aversion and starvation.

A Caenorhabditis elegans Nutritional-status Based Copper Aversion Assay

Here, we present a Caenorhabditis elegans-specific assay designed to evaluate changes in copper aversion behavior and the ability to locate a common food source, as the organism progresses from a well-fed to starved nutritional state.

EIN<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Nährwert-basierter Kupfer-Aversion-Assay

To ensure survival, organisms must be capable of avoiding unfavorable habitats while ensuring a consistent food source. Caenorhabditis elegans alter their ...

Measuring the Effect of Chemicals on the Growth and Reproduction of Caenorhabditis elegans

Toxicological evaluation is crucial for understanding the effects of chemicals on living organisms in basic and applied biological science fields. A non-mammalian soil round worm, Caenorhabditis elegans, is a valuable model organism for toxicology studies due to its convenience and lack of animal ethics issues compared with mammalian animal systems. In this protocol, a detailed procedure of toxicological evaluation of chemicals in C. elegans is described. A clinical anticancer drug, etoposide, which targets human topoisomerase II and inhibits DNA replication of human cancer cells, was selected as a model testing chemical. Age-synchronized C. elegans eggs were exposed to either dimethyl sulfoxide (DMSO) or etoposide, and then the growth of C. elegans was monitored every day for 4 days by the stereo microscope observation. The total number of eggs laid from C. elegans treated with DMSO or etoposide was also counted by using the stereo microscope. Etoposide treatment significantly affected the growth and reproduction of C. elegans. By comparison of the total number of eggs laid from worms with different treatment periods of chemicals, it can be decided that the reproductive toxicity of chemicals on C. elegans reproduction is reversible or irreversible. These protocols may be helpful for both the development of various drugs and risk assessment of environmental toxicants.

Measuring the Effect of Chemicals on the Growth and Reproduction of Caenorhabditis elegans

A basic protocol to evaluate the toxicity of chemicals in a model animal, Caenorhabditis elegans, is described. The method is convenient and useful for the development of pharmaceuticals as well as for the risk assessment of various environmental pollutants.

Messung der Wirkung von Chemikalien auf das Wachstum und die Vermehrung von Caenorhabditis elegans

Toxicological evaluation is crucial for understanding the effects of chemicals on living organisms in basic and applied biological science fields. A ...

Medizin

C. elegans Chemotaxis Assay

Many organisms use chemotaxis to seek out food sources, avoid noxious substances, and find mates. Caenorhabditis elegans has impressive chemotaxis behavior.
 The premise behind testing the response of the worms to an odorant is to place them in an area and observe the movement evoked in response to an odorant. Even with the many available assays, optimizing worm starting location relative to both the control and test areas, while minimizing the interaction of worms with each other, while maintaining a significant sample size remains a work in progress 1-10. The method described here aims to address these issues by modifying the assay developed by Bargmann et al.1. A Petri dish is divided into four quadrants, two opposite quadrants marked "Test" and two are designated "Control". Anesthetic is placed in all test and control sites. The worms are placed in the center of the plate with a circle marked around the origin to ensure that non-motile worms will be ignored. Utilizing a four-quadrant system rather than one 2 or two 1 eliminates bias in the movement of the worms, as they are equidistant from test and control samples, regardless of which side of the origin they began. This circumvents the problem of worms being forced to travel through a cluster of other worms to respond to an odorant, which can delay worms or force them to take a more circuitous route, yielding an incorrect interpretation of their intended path. This method also shows practical advantages by having a larger sample size and allowing the researcher to run the assay unattended and score the worms once the allotted time has expired.

C. elegans Chemotaxis Assay

A method of quantitatively evaluating the chemotactic response of Caenorhabditis elegans is described. A chemotactic index (CI) was employed as a way to precisely evaluate the response of worms to certain targets, and serve as a platform of comparison between strains and compounds of interest.

C. elegans Chemotaxis-Assay

Many organisms use chemotaxis to seek out food sources, avoid noxious substances, and find mates.  Caenorhabditis elegans has impressive chemotaxis ...

Biologie

Bakterielle metabolische Inaktivierung bei Caenorhabditis elegans unter Verwendung von Paraformaldehyd

Methodology to Metabolically Inactivate Bacteria for Caenorhabditis elegans Research

Caenorhabditis elegans is a common model organism for research in genetics, development, aging, metabolism, and behavior. Because C. elegans consume a diet of live bacteria, the metabolic activity of their food source can confound experiments looking for the direct effects of various interventions on the worm. To avoid the confounding effects of bacterial metabolism, C. elegans researchers have used multiple methods to metabolically inactivate bacteria, including ultraviolet (UV)-irradiation, heat-killing, and antibiotics. UV treatment is relatively low-throughput and cannot be used in liquid culture because each plate must be examined for successful bacterial killing. A second treatment method, heat-killing, negatively affects the texture and nutritional quality of the bacteria, leading to the developmental arrest of C. elegans. Finally, antibiotic treatment can directly alter C. elegans physiology in addition to preventing bacterial growth. This manuscript describes an alternative method to metabolically inactivate bacteria using paraformaldehyde (PFA). PFA treatment cross-links proteins within bacterial cells to prevent metabolic activity while preserving cellular structure and nutritional content. This method is high-throughput and can be used in liquid culture or solid plates, as testing one plate of PFA-treated bacteria for growth validates the whole batch. Metabolic inactivation through PFA treatment can be used to eliminate the confounding effects of bacterial metabolism on studies of drug or metabolite supplementation, stress resistance, metabolomics, and behavior in C. elegans.

Autor im Rampenlicht: Förderung der Caenorhabditis elegans-Forschung mit Paraformaldehyd-behandelten Bakterien 

The food source for Caenorhabditis elegans in the lab is live Escherichia coli. Since bacteria are metabolically active, they present a confounding variable in metabolic and drug studies in C. elegans. A detailed protocol to metabolically inactivate bacteria using paraformaldehyde is described here.

Methodik zur metabolischen Inaktivierung von Bakterien für die Caenorhabditis elegans-Forschung

Caenorhabditis elegans is a common model organism for research in genetics, development, aging, metabolism, and behavior. Because C. elegans consume a ...

Messung der Auswirkungen von Bakterien auf

Zusammenfassung

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Kapitel in diesem Video

Der Fadenwurm Caenorhabditis Elegans - ein vielseitig In Vivo Modell zur Host-Mikroben-Interaktionen

Automatisierte Analyse eines Nematoden-Populations-basierten Chemosensorischen Präferenzassays

Eine Smartphone-basierte Bildgebungsmethode für den Rasenvermeidungstest von C. elegans

Eine Smartphone-basierte Bildgebungsmethode für den Rasenvermeidungstest von C. elegans

Eine Smartphone-basierte Bildgebungsmethode für den Rasenvermeidungstest von C. elegans

Ein Test zur Messung der Wirkung von Ethanol auf die Fortbewegungsgeschwindigkeit der

EIN

Messung der Wirkung von Chemikalien auf das Wachstum und die Vermehrung von Caenorhabditis elegans

C. elegans Chemotaxis-Assay

Methodik zur metabolischen Inaktivierung von Bakterien für die Caenorhabditis elegans-Forschung