Algunas cepas fueron proporcionadas por el Caenorhabditis Genetics Center (CGC), que es financiado por NIH Oficina de Programas de Infraestructura de Investigación (P40 OD010440). Este trabajo es apoyado por el Instituto Médico Howard Hughes, con el cual PWS es un investigador.

<ol>
	<li>White, J. G., Southgate, E., Thomson, J. N., Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+nervous+system+of+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314, 1-340 (1986).</li><li>Bargmann, C. I., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemosensory+neurons+with+overlapping+functions+direct+chemotaxis+to+multiple+chemicals+in+C.+elegans.">Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans.</a> Neuron. 7 (5), 729-742 (1991).</li><li>Bargmann, C. I., Hartwieg, E., Horvitz, H. 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Los autores no tienen nada que revelar.

Un paso crítico en el protocolo es asegurar que las placas de ensayo tengan un nivel consistente de sequedad a través de diferentes días experimentales. Diferentes niveles de sequedad resultarán en diferentes velocidades de difusión de la solución en el agar y, en consecuencia, variaciones en el resultado del comportamiento. Por lo tanto, las placas de ensayo siempre deben estar frescas en la tarde antes de los experimentos. El número de gusanos ensayados por ensayo también debe ser regulado para facilitar la comparación entre los tratamientos. Para referencia, un gusano de tipo salvaje pone 4-10 huevos / h en promedio produciendo&gt; 360 gusanos por ensayo si se sigue el protocolo de sincronización del gusano anterior 17 . Si ciertas cepas mutantes están defec- tando huevos, recoja más gusanos adultos grávidos para la puesta de huevos para alcanzar el número objetivo de progenie. Otro paso importante en el protocolo es manejar los gusanos suavemente durante el proceso de lavado y la colocación del gusano. Los gusanos son sensibles a los estímulos mecánicos, que provocan respuestas de<html> S y la inhibición de la deposición de huevos 18 . Además, se debe tener cuidado de definir el ROI con precisión y determinar el valor óptimo de umbral constante para condiciones de iluminación específicas antes de continuar con el análisis de vídeo. También se recomienda repetir los procesos de calibración y de umbral si ha transcurrido un período de tiempo prolongado desde el último experimento. Una limitación de este método es que no es adecuado para ensayar pequeñas poblaciones de gusanos. Sin embargo, si se llevan a cabo los controles apropiados para determinar la influencia de la presencia de alimentos en el comportamiento sensorial, también es posible utilizar alimentos para restringir la localización exploratoria espacial de los gusanos como en el ensayo de retención. Además, este método no está destinado a estudiar la navegación por gradiente de estímulo debido a la proximidad y pequeñas cantidades de las gotas de solución de control y experimentales utilizadas. E_content &quot;&gt; En el futuro, el software de programación que permite el rastreo multi-gusano y la extracción de características de gusano único se pueden integrar en este sistema 19 , 20. La grabación de parámetros sutiles de comportamiento de un solo gusano, tales como velocidades de inversión y amplitud de curvas Un cuadro más detallado de la conducta quimiosensorial de un gusano individual en el contexto de un ensayo basado en la población.El ensayo también puede modificarse para estudiar la habituación perforando agujeros a través del ROI utilizando agujas de jeringa con el tamaño de calibre apropiado y llenar los agujeros con agar infundido Con el compuesto experimental o el tampón de control Esto asegurará una concentración superficial más consistente del compuesto durante un período de tiempo de registro más largo como sea necesario durante los estudios de habituación Otra aplicación potencial de este método es conducir estudios de comportamiento comparativos a través de diferentes especies de nematodos. Además, la cámara de comportamientoPueden modificarse de múltiples maneras para estudiar las respuestas conductuales a los estímulos multimodales. Para aplicaciones optogenéticas, se pueden conectar matrices LED de alta intensidad junto al montaje de la cámara para activar selectivamente neuronas de interés durante el ensayo. Elementos calefactores, sistemas de refrigeración y sensores de temperatura también se pueden agregar a la configuración para estudiar los efectos de la temperatura en los comportamientos sensoriales. Además, los sistemas de suministro de olores pueden instalarse dentro de la cámara para investigar las interacciones entre las modalidades odorsensorial y quimiosensorial.

Los animales forrajeros deben integrar insumos de múltiples modalidades sensoriales y seleccionar estrategias de comportamiento apropiadas para poder navegar con éxito en su ambiente. La comprensión de cómo los insumos sensoriales externos se reciben y transduced en la información neural para guiar la selección de la acción es una meta central en el campo de la neurobiología. El nematodo genéticamente tratable, C. elegans , es un organismo modelo atractivo en el que estudiar los mecanismos neuronales subyacentes biología sensorial y la integración multimodal. Aunque C. elegans tiene sólo 302 neuronas, puede detectar y discriminar entre una amplia variedad de estímulos ambientales, incluyendo compuestos solubles, olores volátiles y temperatura ambiente 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . losNematodo C. elegans depende en gran medida de su aparato quimiosensorial para localizar las fuentes de alimentos y para alertar a las amenazas potenciales. Así, los ensayos conductuales diseñados para examinar las respuestas de C. elegans de tipo salvaje y mutante a estímulos químicos desempeñan un papel crucial en la disección de los mecanismos genéticos, celulares y neuronales que subyacen a las notables capacidades sensoriales de C. elegans . Para ensayar la respuesta a compuestos solubles, se han descrito tres tipos de ensayos: el ensayo de caída, el ensayo de quimiotaxis y el ensayo de retención. En la prueba de caída, se coloca una pequeña gota del compuesto en la cola de un gusano móvil y la decisión del gusano de retroceder o avanzar una vez que el líquido alcanza el aparato sensorial anterior se anota 4 . La prueba de caída requiere poca preparación experimental y es útil cuando el tamaño de la muestra de los gusanos es pequeño, como en el caso de los gusanos operados por láser. Sin embargo, como sólo un gusanoPuede ensayarse a la vez y el experimentador debe estar presente a lo largo de la duración del ensayo, la prueba de caída puede llevar mucho tiempo. La prueba de caída es también vulnerable a variaciones en el suministro de gotas entre cada gusano dentro de una muestra, lo que puede influir en los resultados globales del ensayo. Otra limitación de la prueba de caída es que sólo puede usarse para analizar la respuesta del gusano a compuestos aversivos ya que no es posible discriminar entre un efecto atractivo o neutro del compuesto del movimiento hacia delante del gusano. El ensayo de quimiotaxis para compuestos solubles generalmente implica dividir una placa de agar en cuatro cuadrantes, con la solución experimental mezclada en el agar de dos cuadrantes opuestos y la solución de control mezclada en los otros dos cuadrantes 8 , 9 . Al comienzo del ensayo, se coloca una gota de gusano conteniendo tampón en el centro de la placa y el número de gusanos en<html> Cada cuadrante se anota en diferentes puntos temporales. El ensayo de quimiotaxis proporciona mayor poder estadístico en comparación con la prueba de caída, ya que se ensaya un gran número de gusanos en cada ensayo. Sin embargo, una limitación de este método es que la preparación de las placas de ensayo de quimiotaxis requiere grandes cantidades del compuesto experimental. Esto dificultará la realización de pantallas de comportamiento a gran escala si se requiere un complicado proceso de purificación con rendimientos limitados para obtener el compuesto de interés, como en el caso de las moléculas de señalización de ascarósido 10 . Además, el conteo manual de gusanos durante todo el ensayo es susceptible a errores y la perturbación de las placas durante el proceso de conteo puede afectar los resultados. A diferencia de los dos métodos antes mencionados, el ensayo de retención utiliza visión mecánica, que minimiza el error durante el proceso de puntuación y reduce la interferencia del experimentador durante el ensayo<html> &gt; 11. El análisis computarizado de las grabaciones de vídeo del comportamiento del gusano también puede revelar potencialmente una dinámica de comportamiento más sutil que se perderá cuando la puntuación se realiza sólo en unos pocos puntos de tiempo discretos. En el ensayo de retención, se añaden dos puntos de solución en lados opuestos de un pequeño parche alimentario circular bacteriano seguido por la colocación de un pequeño número de gusanos en el medio del parche de alimentos. El comportamiento de los gusanos es grabado y analizado, y se calcula un valor de índice de preferencia basado en el número total de píxeles de gusano en cada región de solución. Aunque la presencia de un parche de alimentos atractivos permite que se utilicen poblaciones de gusanos más pequeñas en cada ensayo, previamente se ha demostrado que los alimentos sensibilizan los comportamientos de evitación a los repelentes solubles 12 . Además, los gusanos muestran una respuesta fotofóbica a la luz de longitud de onda corta y el uso de fuentes de luz de microscopio que emiten luz blanca en la configuración de grabación de comportamiento podría afectar el comportamientoS = &quot;xref&quot;&gt; 13. El propósito del método discutido en este artículo es registrar y analizar la preferencia de C. elegans por los compuestos solubles usando un ensayo basado en la población. Con este fin, el método actual se integra y mejora aspectos de los tres métodos anteriormente discutidos. Permite que se ensayen grandes poblaciones de gusanos y sólo se requieren pequeñas cantidades de la solución experimental en cada ensayo. Además, el ensayo se lleva a cabo dentro de una cámara de comportamiento cerrada personalizada con retroiluminación LED infrarrojo para minimizar los efectos de la luz de longitud de onda corta en el comportamiento. Cada cámara también puede equiparse con múltiples cámaras de microscopio, lo que aumenta el rendimiento experimental sin comprometer el espacio del banco. Por último, el software de análisis de vídeo genera el valor del índice de preferencia para cada vídeo, así como un gráfico de ocupación del gusano que lo acompaña para visualizar la dinámica del comportamiento de la población con el tiempo. El montaje de la cámara yEl protocolo ssay puede modificarse adicionalmente para estudiar las respuestas de comportamiento multimodal, tales como el efecto de los odorantes o la temperatura en los comportamientos quimiosensores. Este artículo describe la construcción de la cámara de comportamiento y el protocolo de ensayo. También demuestra la utilidad de este método en el ensayo de la respuesta de gusanos de tipo salvaje y mutantes defectuosos quimiosensoriales a los cono conocidos repelente, iones de cobre [ 4] . Por último, se detalla el proceso de análisis de vídeo que utiliza el software proporcionado.

<table><tbody><tr><td>Aluminum T-slotted framing extrusions</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T101</td><td>Single profile, 1&quot; size, solid</td></tr><tr><td>Brackets</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T236</td><td>1&quot; long for 1&quot; high single profile extrusions</td></tr><tr><td>Compact end-feed fasteners</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T139</td><td>1&quot; (single), pack of 4</td></tr><tr><td>Twist-in solid panel holders</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T251</td><td>For 1&quot; high extrusion</td></tr><tr><td>Plastic end caps</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T91</td><td>For 1&quot; high extrusion</td></tr><tr><td>Optically clear cast acrylic sheet</td><td>McMaster-Carr</td><td>8560K211</td><td>3/16&quot; thick, 12&quot; x 12&quot;</td></tr><tr><td>Vinyl-coated polyester fabric</td><td>McMaster-Carr</td><td>88505K57</td><td>0.027&quot; thick, 61&quot; width, black</td></tr><tr><td>Brass grommets</td><td>McMaster-Carr</td><td>9604K22</td><td>Trade size 0, 0.545&quot; outer diameter</td></tr><tr><td>Steel washers</td><td>McMaster-Carr</td><td>90107A029</td><td>1/4&quot; screw size</td></tr><tr><td>Rounded head screws</td><td>McMaster-Carr</td><td>90272A546</td><td>1/4&quot; - 20 thread size, 1 - 1/2&quot; long</td></tr><tr><td>Standard operating backlight</td><td>Smart Vision Lights</td><td>See local vendor</td><td>8&quot; x 8&quot;, infrared 850 nm</td></tr><tr><td>IVP-C1 Variable Control Pot</td><td>Smart Vision Lights</td><td>See local vendor</td><td></td></tr><tr><td>T1 Power Supply</td><td>Smart Vision Lights</td><td>See local vendor</td><td></td></tr><tr><td>Dino lite Pro AM4113T</td><td>Dino-Lite Digital Microscope</td><td>See local vendor</td><td></td></tr><tr><td>MS09B microscope stand</td><td>Dino-Lite Digital Microscope</td><td>See local vendor</td><td></td></tr></tbody></table>

automated analysis of a nematode population-based chemosensory preference assay

El nematodo, el sistema nervioso compacto de Caenorhabditis elegans de sólo 302 neuronas subyace en un repertorio diverso de comportamientos. Para facilitar la disección de los circuitos neuronales subyacentes a estos comportamientos, es necesario el desarrollo de ensayos de comportamiento robustos y reproducibles. Anterior C. elegans estudios de comportamiento han utilizado variaciones de un &quot;test de caída&quot;, un &quot;ensayo de quimiotaxis&quot;, y un &quot;ensayo de retención&quot; para investigar la respuesta de C. elegans a compuestos solubles. El método descrito en este artículo busca combinar las fuerzas complementarias de los tres ensayos antes mencionados. Brevemente, un pequeño círculo en el centro de cada placa de ensayo se divide en cuatro cuadrantes con las soluciones de control y experimentales colocadas alternativamente. Después de la adición de los gusanos, las placas de ensayo se cargan en una cámara de comportamiento donde las cámaras de microscopio registran los encuentros de los gusanos con las regiones tratadas. El análisis automatizado de video seY se genera un valor de índice de preferencia (PI) para cada vídeo. La adquisición de vídeo y las características de análisis automatizado de este método minimizan la participación del experimentador y cualquier error asociado. Además, se utilizan cantidades minuciosas del compuesto experimental por ensayo y la configuración de múltiples cámaras de la cámara de comportamiento aumenta el rendimiento experimental. Este método es particularmente útil para conducir pantallas de comportamiento de mutantes genéticos y nuevos compuestos químicos. Sin embargo, este método no es apropiado para estudiar la navegación por gradiente de estímulo debido a la proximidad cercana de las regiones de control y solución experimental. Tampoco debe utilizarse cuando sólo se dispone de una pequeña población de gusanos. Aunque es adecuado para ensayar respuestas sólo a compuestos solubles en su forma actual, este método puede modificarse fácilmente para adaptarse a interacciones sensoriales multimodales y estudios optogenéticos. Este método también puede adaptarse para ensayar las respuestas quimiosensibles de otras especies de nemátodos. </P

La Figura 3A muestra los valores del índice de preferencia obtenidos para diferentes genotipos y parejas de tratamiento. Un valor de índice de preferencia de 1 indica una atracción fuerte a la solución colocada en el ROI experimental, mientras que un valor de índice de preferencia de -1 indica fuerte repulsión. Se obtuvo un índice de preferencia de 0,02 cuando la solución tampón M13 se colocó tanto en el ROI control como en el ROI experimental, lo que demuestra que no existe un sesgo espacial hacia ROI. N2 worms fuertemente evitado los iones de cobre, resultando en un índice de preferencia de -0,67, lo que corrobora hallazgos anteriores de que los iones de cobre son un repelente fuerte ( Película Suplementaria 1 ) 4 . Osm-3 mutantes, que carece de formación adecuada de los segmentos distales de los cilios sensoriales, mostró una disminución significativamente disminución de los iones de cobre (PI = -0,19) [ 15] . Ocr-2 mutantes, que son de<html> Fective en muchas respuestas nociceptivas mediadas por ASH, incluyendo la evitación de cobre, también muestran una disminución significativa de la evitación e incluso alguna atracción leve a los iones de cobre (PI = 0,19) ( Película Suplementaria 2 ) 16 . La Figura 3B muestra parcelas representativas de ocupación de gusanos, que indican la densidad de gusanos en el control frente a los ROI experimentales a lo largo del tiempo en cada video. Cuanto más oscuro sea el color del área de trazado, mayor será el número de píxeles de gusano en el ROI. El gráfico de ocupación para los gusanos N2 tratados con el control del tampón M13 muestra que el número de gusanos en ambos ROI sigue siendo similar a lo largo del ensayo. Sin embargo, la parcela de ocupación para los gusanos N2 tratados con iones de cobre indica que los gusanos fuerte y consistentemente evitar el retorno de la inversión experimental en todo el ensayo. Gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; Figura 1: Representación fotográfica y esquemática del diseño de cámara de comportamiento. ( A ) Vista frontal de la disposición de cámara de comportamiento (izquierda) y representación esquemática correspondiente del marco de cámara (derecha). Las hojas opacas de poliéster encierran la cámara en todas las caras excepto la cara inferior, que permite la luz a través del panel de luz de fondo infrarrojo. Los números 1, 2 y 3 corresponden a las capas de extrusión en (B). ( B ) Esquema de vista desde arriba de capas de extrusión que comprenden el marco de cámara de comportamiento. Esto incluye la capa superior (1), la capa de ensamblaje de montaje de cámara central (2) y la capa de etapa inferior (3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; Figura 2: Plantillas de colocación de solución y de alineación de placas. ( A ) La plantilla de colocación de solución tiene cuatro cuadrantes y marcadores de alineación de números. La solución de control se coloca en los cuadrantes superior izquierdo e inferior derecho mientras que la solución experimental se coloca en los cuadrantes superior derecho e inferior izquierdo. ( B ) La plantilla de alineación de placas tiene solamente marcadores de alineación de números para minimizar la oclusión de los gusanos en el campo de visión durante la grabación y análisis de vídeo. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="figura 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> Figura 3: Ejemplo de datos recopilados utilizando este ensayo. ( A ) valores del Índice de Preferencia (PI) para el N2 de tipo salvaje y C. elegans mutante </e<html> M&gt; en respuesta a tampón M13 y CuCl $ ₂ $ 10 mM. Los gusanos N2 no mostraron ninguna preferencia entre el control y los ROIs experimentales cuando la solución de control M13 se colocó en ambos ROI, pero evitó fuertemente el retorno de la inversión experimental cuando se colocaron iones de cobre (PI = 0,02 y -0,67, respectivamente). Osm-3 (p802) mutantes y ocr-2 (ak47) mutantes mostró significativamente disminución evitación de los iones de cobre en comparación con N2 (PI = -0,1 y 0,2, respectivamente). N = 6 ensayos para cada par de genotipo-tratamiento,&gt; 360 gusanos por ensayo, las barras de error indican ± 1 SEM, *** p &lt;0,001, ANOVA unidireccional seguido de la prueba Tukey Hichamly Significant Difference (HSD) post-hoc. ( B ) Parcelas de ocupación de gusanos representativas para gusanos N2 con tampón M13 en ROIs (superior) y gusanos N2 con tampón M13 en el ROI de control y iones de cobre en el ROI experimental (parte inferior). La escala de color por debajo de cada gráfico de ocupación representa el número de píxeles de gusano.Pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Película suplementaria 1: respuesta conductual de los gusanos N2 a cloruro de cobre 10 mM. Los gusanos se atraen a los cuadrantes de control con tampón M13 (superior izquierdo e inferior derecho), pero evitan fuertemente los cuadrantes que contienen iones de cobre disueltos en tampón M13 (superior derecha e inferior izquierda). El video se grabó a 1 fotograma por segundo y aceleró 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a> Película complementaria 2: Respuesta conductual de los gusanos ocr-2 (ak47) a cloruro de cobre 10 mM. Los gusanos vagan hasta una extensión aproximadamente igual en ambos cuadrantes de control con tampón M13 (superior izquierdo e inferior derecho) y el cuadranteS que contienen iones de cobre disueltos en tampón M13 (superior derecha e inferior izquierda) a lo largo de la duración de la grabación. Los mutantes muestran una ligera preferencia por los cuadrantes que contienen iones de cobre al comienzo de la grabación. El video se grabó a 1 fotograma por segundo y aceleró 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a> Archivo suplementario: Plantillas de colocación de solución y alineación de plantillas. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>

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Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

Presentamos una configuración de grabación de comportamiento y un protocolo que permite el análisis automatizado del nematodo, la preferencia de Caenorhabditis elegans por compuestos solubles en un ensayo basado en la población. Este artículo describe la construcción de una cámara de comportamiento, el protocolo de ensayo conductual y el uso de software de análisis de vídeo.

Análisis Automatizado de un Ensayo de Preferencia Chemosensorial Basada en Población de Nematodo

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

automated-analysis-nematode-population-based-chemosensory-preference

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JoVE Journal

Behavior

7.4K vistas.  California Institute of Technology.  Presentamos una configuración de grabación de comportamiento y un protocolo que permite el análisis automatizado del nematodo, la preferencia de Caenorhabditis elegans por compuestos solubles en un ensayo basado en la población. Este artículo describe la construcción de una cámara de comportamiento, el protocolo de ensayo conductual y el uso de software de análisis de vídeo. 

Video: Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to this multifactorial disorder is the consumption of a high fat diet, a behavior that has been shown to increase both caloric intake and body fat content. However, the elements regulating preference for high fat food over other foods remain understudied.
To overcome this deficit, a model to quickly and easily test changes in the preference for dietary fat was developed. The Fat Preference model presents rats with a series of choices between foods with differing fat content. Like humans, rats have a natural bias toward consuming high fat food, making the rat model ideal for translational studies. Changes in preference can be ascribed to the effect of either genetic differences or pharmacological interventions. This model allows for the exploration of determinates of fat preference and screening pharmacotherapeutic agents that influence acquisition of obesity.

Dietary fat content influences both energy intake and body fat composition in mammals. By examining rats&#8217; preference for high fat food in a series of choice experiments, it is possible to test genetic differences and pharmacological interventions on their preference for high fat food.

Preferencia grasa: Un Modelo de Novela de la conducta alimentaria en ratas

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

Investigación

Comportamiento

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including Pristionchus pacificus display complex behaviors, the most striking of which is the predation of other nematode larvae. However, as these behaviors are absent in the model organism Caenorhabditis elegans, they have thus far only recently been described in detail along with the development of reliable behavioral assays 1. These predatory behaviors are dependent upon phenotypically plastic but fixed mouth morphs making the correct identification and categorization of these animals essential. In P. pacificus there are two mouth types, the stenostomatous and eurystomatous morphs 2, with only the wide mouthed eurystomatous containing an extra tooth and being capable of killing other nematode larvae. Through the isolation of an abundance of size matched prey larvae and subsequent exposure to predatory nematodes, assays including both "corpse assays" and "bite assays" on correctly identified mouth morph nematodes are possible. These assays provide a means to rapidly quantify predation success rates and provide a detailed behavioral analysis of individual nematodes engaged in predatory feeding activities. In addition, with the use of a high-speed camera, visualization of changes in pharyngeal activity including tooth and pumping dynamics are also possible.

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

Behavioral assays provide powerful tools for understanding neuronal function. Here we present several protocols for quantifying predatory feeding behavior found in the model nematode Pristionchus pacificus and its relatives. Additionally, we provide methods for analyzing predatory feeding adaptations including mouth structures and teeth.

El ensayo de los comportamientos de alimentación depredadores en<em&gt; Pristionchus</em&gt; Y otros nematodos

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including ...

Medio ambiente

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

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment through neuron-specific detection of food and chemical odors1, 2, and can associate nutritive states with chemical odors3, temperature4, and the pathogenicity of a food source5.
Here, we describe assays of C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. We modified an aversive olfactory learning paradigm6 to instead produce a positive response; the assay involves starving ~400 worms, then feeding the worms in the presence of the AWC neuron-sensed volatile chemoattractant butanone at a concentration that elicits a low chemotactic index (similar to Toroyama et al.7). A standard population chemotaxis assay1 tests the worms' attraction to the odorant immediately or minutes to hours after conditioning.
After conditioning, wild-type animals' chemotaxis to butanone increases ~0.6 Chemotaxis Index units, its "Learning Index". Associative learning is dependent on the presence of both food and butanone during training. Pairing food and butanone for a single conditioning period ("massed training") produces short-term associative memory that lasts ~2 hours. Multiple conditioning periods with rest periods between ("spaced training") yields long-term associative memory (&lt;40 hours), and is dependent on the cAMP Response Element Binding protein (CREB),6 a transcription factor required for long-term memory across species.8
Our protocol also includes image analysis methods for quick and accurate determination of chemotaxis indices. High-contrast images of animals on chemotaxis assay plates are captured and analyzed by worm counting software in MatLab. The software corrects for uneven background using a morphological tophat transformation.9 Otsu's method is then used to determine a threshold to separate worms from the background.10 Very small particles are removed automatically and larger non-worm regions (plate edges or agar punches) are removed by manual selection. The software then estimates the size of single worm by ignoring regions that are above a specified maximum size and taking the median size of the remaining regions. The number of worms is then estimated by dividing the total area identified as occupied by worms by the estimated size of a single worm.
We have found that learning and short- and long-term memory can be distinguished, and that these processes share similar key molecules with higher organisms.6,8 Our assays can quickly test novel candidate genes or molecules that affect learning and short- or long-term memory in C. elegans that are relevant across species.

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

Here we describe methods to test C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. These population assays employ the worms abilities to chemotax toward volatile odorants, and form positive associations upon pairing food with the chemoattractant butanone. Increasing the number of conditioning periods induces long-term memory.

C. elegans de aprendizaje positivo butanona, a corto plazo y largo plazo Ensayos de la memoria asociativa

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

Neurociencias

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

Applying toxicity testing of chemicals in higher order organisms, such as mice or rats, is time-consuming and expensive, due to their long lifespan and maintenance issues. On the contrary, the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans) has advantages to make it an ideal choice for toxicity testing: a short lifespan, easy cultivation, and efficient reproduction. Here, we describe a protocol for the automatic phenotypic profiling of C. elegans in a 384-well plate. The nematode worms are cultured in a 384-well plate with liquid medium and chemical treatment, and videos are taken of each well to quantify the chemical influence on 33 worm features. Experimental results demonstrate that the quantified phenotype features can classify and predict the acute toxicity for different chemical compounds and establish a priority list for further traditional chemical toxicity assessment tests in a rodent model.

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

A quantitative method has been developed to identify and predict the acute toxicity of chemicals by automatically analyzing the phenotypic profiling of Caenorhabditis elegans. This protocol describes how to treat worms with chemicals in a 384-well plate, capture videos, and quantify toxicological related phenotypes.

Un análisis de alto rendimiento para la predicción de toxicidad química por perfiles fenotípicos automatizado de Caenorhabditis elegans

Applying toxicity testing of chemicals in higher order organisms, such as mice or rats, is time-consuming and expensive, due to their long lifespan and ...

<meta charset="utf8"></head><body>Extracción y cuantificación de respuestas de feromonas sexuales volátiles en C. elegans

Volatile Sex Pheromone Extraction and Chemoattraction Assay in Caenorhabditis elegans

Chemical communication is vital in organismal health, reproduction, and overall well-being. Understanding the molecular pathways, neural processes, and computations governing these signals remains an active area of research. The nematode Caenorhabditis elegans provides a powerful model for studying these processes as it produces a volatile sex pheromone. This pheromone is synthesized by virgin females or sperm-depleted hermaphrodites and serves as an attractant for males.
This protocol describes a detailed method for isolating the volatile sex pheromone from several C. elegans strains (WT strain N2, daf-22, and fog-2) and C. remanei. We also provide a protocol for quantifying the male chemotaxis response to the volatile sex pheromone. Our analysis utilizes measurements such as chemotaxis index (C.I.), arrival time (A.T.), and a trajectory plot to compare male responses under various conditions accurately. This method allows for robust comparisons between males of different genetic backgrounds or developmental stages. Furthermore, the experimental setup outlined here is adaptable to investigating other chemoattraction chemicals.

<meta charset="utf8"></head><body>Autor destacado: Examinando la influencia de las feromonas sexuales volátiles en el comportamiento de los machos de C. elegans

This protocol establishes methods for extracting and quantifying responses to the volatile sex pheromone in C. elegans, providing tools to study chemical communication and navigation trajectory.

Extracción de feromonas sexuales volátiles y ensayo de quimioatracción en Caenorhabditis elegans

Chemical communication is vital in organismal health, reproduction, and overall well-being. Understanding the molecular pathways, neural processes, and ...

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.

UN<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Ensayo de aversión al cobre basado en el estado nutricional

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

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 Ensayo de quimiotaxis

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

Biología

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s disease (HD) is principally driven by a CAG nucleotide repeat that encodes an expanded glutamine tract in huntingtin protein. Thus, the inhibition of polyglutamine (polyQ) aggregation and, in particular, aggregation-associated neurotoxicity is a useful strategy for the prevention of HD and other polyQ-associated conditions. This paper introduces generalized experimental protocols to assess the neuroprotective capacity of test compounds against HD using established polyQ transgenic Caenorhabditis elegans models. The AM141 strain is chosen for the polyQ aggregation assay as an age-associated phenotype of discrete fluorescent aggregates can be easily observed in its body wall at the adult stage due to muscle-specific expression of polyQ::YFP fusion proteins. In contrast, the HA759 model with strong expression of polyQ-expanded tracts in ASH neurons is used to examine neuronal death and chemoavoidance behavior. To comprehensively evaluate the neuroprotective capacity of target compounds, the above test results are ultimately presented as a radar chart with profiling of multiple phenotypes in a manner of direct comparison and direct viewing.

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Here, we present a protocol to assess the neuroprotective activities of test compounds in Caenorhabditis elegans, including polyglutamine aggregation, neuronal death, and chemoavoidance behavior, as well as an exemplary integration of multiple phenotypes.

Caenorhabditis elegans como sistema modelo para descubrir compuestos bioactivos contra la neurotoxicidad mediada por poliglutamina

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s ...

Análisis Automatizado de un Ensayo de Preferencia Chemosensorial Basada en Población de Nematodo

Resumen

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Capítulos en este video

Preferencia grasa: Un Modelo de Novela de la conducta alimentaria en ratas

El ensayo de los comportamientos de alimentación depredadores en

C. elegans de aprendizaje positivo butanona, a corto plazo y largo plazo Ensayos de la memoria asociativa

Un análisis de alto rendimiento para la predicción de toxicidad química por perfiles fenotípicos automatizado de Caenorhabditis elegans

Extracción de feromonas sexuales volátiles y ensayo de quimioatracción en Caenorhabditis elegans

Extracción de feromonas sexuales volátiles y ensayo de quimioatracción en Caenorhabditis elegans

Extracción de feromonas sexuales volátiles y ensayo de quimioatracción en Caenorhabditis elegans

UN

C. elegans Ensayo de quimiotaxis

Caenorhabditis elegans como sistema modelo para descubrir compuestos bioactivos contra la neurotoxicidad mediada por poliglutamina