いくつかの株は、NIH Office of Research Infrastructure Programs（P40 OD010440）の資金提供を受けているCaenorhabditis Genetics Center（CGC）によって提供された。この作業は、PWSが調査者であるHoward Hughes Medical Instituteによってサポートされています。

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著者は何も開示することはない。

このプロトコルの重要なステップは、アッセイプレートが異なる実験日間にわたって一貫したレベルの乾燥度を有することを保証することである。乾燥レベルが異なると、溶液の寒天への拡散速度が異なり、結果として行動結果が変化する。したがって、アッセイプレートは実験前に常に午後に新鮮にしなければならない。アッセイ間の比較を容易にするために、アッセイごとに試験したワームの数もまた規制しなければならない。上記ウォーム同期プロトコルは17に従っている場合、参照のために、野生型のワームは、アッセイ当たりの平均得&gt; 360のワームに4-10個の卵/時間を産みます。特定の突然変異系統が産卵欠損である場合、産卵のためにより多くの妊娠した成虫の虫を拾い、子孫の標的数に達するようにする。このプロトコルのもう一つの重要なステップは、洗浄プロセスとワームの配置中にワームを静かに処理することです。ワームは機械的刺激に敏感で、ストレス反応を誘発する<html>逆転と産卵阻害18 。さらに、ROIを正確に定義し、ビデオ解析を進める前に、特定の照明条件に対する最適な閾値設定定数を決定するように注意する必要があります。また、最後の実験が実行されてから長い時間が経過した場合には、較正としきい値処理のプロセスを繰り返すことをお勧めします。 この方法の限界は、小さなワーム集団をアッセイするのには適していないということである。しかし、食べ物の存在が感覚行動に及ぼす影響を決定するための適切なコントロールが行われた場合、食物を利用して保持アッセイと同様にワームの空間的探索位置を制限することも可能である。加えて、この方法は、接近しているために刺激勾配ナビゲーションを研究するためのものではなく、少量の対照溶液および実験的溶液滴を使用した。 マルチワームトラッキングとシングルワーム特徴抽出を可能にし、将来においてe_content &quot;&gt;、プログラミングソフトウェアは、このシステム19、20に組み込むことができる。そのような逆転速度と提供する本体屈曲部の振幅のような単一のワームの動作の微妙な挙動パラメータを記録します適切なゲージサイズのシリンジ針を使用してROIを穴を開けることによって慣らしを研究し、穴を寒天注入して慣らしを調べることによって、習慣を研究するためにアッセイを改変することもできるこの方法の別の潜在的な応用は、異なる線虫種に亘って比較行動研究を行うことである。さらに、行動チャンバマルチモーダル刺激に対する行動反応を研究するために複数の方法で修正することができる。オプトジェネティックアプリケーションでは、アッセイ中に目的のニューロンを選択的に活性化するために、高輝度LEDアレイをカメラマウントの隣に取り付けることができます。加熱素子、冷却システム、および温度センサを設定に追加して、感温性の挙動に対する温度の影響を調べることもできます。さらに、臭気送達システムを室内に設置して、臭気感受性モダリティと化学感覚様式との間の相互作用を調べることができる。

飼育動物は、複数の感覚様式からのインプットを統合し、環境をうまく乗り越えるためには適切な行動戦略を選択する必要があります。外部の感覚入力がどのように受け入れられ、行動選択を導くために神経情報に変換されるのかを理解することは、神経生物学の分野における中心的な目標である。遺伝的に扱いやすい線虫C. elegansは、感覚生物学およびマルチモーダル統合の基礎となる神経メカニズムを研究する魅力的なモデル生物である。 C.エレガンスは、唯一302ニューロンを有しているが、これは検出および可溶性化合物、揮発性臭気物質、周囲温度1、2、3、4、5、6、7を含む環境刺激の多種多様を区別することができます。ザ線虫C. elegansは、食物源を特定し、潜在的な脅威に気づくために、その化学感覚装置に大きく依存する。したがって、野生型および変異体C.エレガンスの化学刺激に対する応答をスクリーニングするように設計された行動アッセイは、 C.エレガンスの顕著な感覚能力の基礎となる遺伝的、細胞性および神経系の解剖において重要な役割を果たす。 可溶性化合物に対する応答をアッセイするために、液滴試験、走化性アッセイ、および保持アッセイの3つのタイプのアッセイが記載されている。落下試験では、化合物の小滴を動くワームの尾に置き、液体が前の知覚装置に到達したら前進または後退するというワームの決定が得られます4 。落下試験はほとんど実験的な準備を必要とせず、レーザー作動ワームの場合のように、ワームのサンプルサイズが小さい場合に有用である。しかし、1つのワーム一度にアッセイすることができ、実験期間中、実験者が存在しなければならない場合、落下試験には時間がかかることがある。ドロップテストは、サンプル内の各ワーム間のドロップデリバリーの変動にも脆弱であり、これはアッセイの全体的な結果に影響する可能性があります。落下試験のもう一つの制限は、ワームの前方への移動からの魅力的または中立的な効果を区別することが不可能であるため、嫌悪化合物に対するワームの反応をアッセイするためにしか使用できないことである。 可溶性化合物のための走化性アッセイは、一般に、2つの対向する象限の寒天および他の2つの象限8,9に混入対照溶液に混合実験溶液で、4つの象限に寒天プレートを分割することを含みます。アッセイの開始時に、ワームを含む緩衝液の一滴をプレートの中央に置き、ワームの数を<html>各象限は、異なる時点で採点される。走化性アッセイは、各アッセイにおいて多数のワームが試験されるため、落下試験と比較してより大きな統計力を提供する。しかしながら、この方法の1つの限界は、走化性アッセイプレートの調製が大量の実験化合物を必要とすることである。これは、アスカロシドシグナル伝達分子10の場合のように、興味のある化合物を得るために収率が限られた複雑な精製プロセスが必要な場合、大規模な挙動スクリーンを行うことを困難にする。さらに、アッセイ中のワームの手動カウントはエラーの影響を受けやすく、カウントプロセス中のプレートの摂動が結果に影響を与える可能性があります。 前述の2つの方法とは異なり、保持アッセイは、スコアリングプロセス中の誤差を最小にし、アッセイ中の実験者の干渉を減少させる機械視覚を利用する<html> &gt; 11。ワームの行動のビデオ記録のコンピュータ化された分析はまた、スコアリングがいくつかの離散的な時点でのみ行われるときに失われる微妙な行動の力学を潜在的に明らかにする可能性がある。保持アッセイでは、2つの溶液スポットが小さな円形の細菌性食品パッチの反対側に加えられ、続いて少数のワームが食品パッチの中央に配置される。次に、ワームの挙動が記録され、分析され、各解決領域内のワームピクセルの総数に基づいて嗜好指標値が計算される。魅力的な食品パッチが存在すると、各アッセイで使用されるワームの個体数がより少なくなる可能性がありますが、食べ物は以前は可溶性忌避剤12への回避行動を感作することが示されていました12 。さらに、ワームは、短波長の光に対して光敏感応答を示し、挙動記録設定において白色光を放射する顕微鏡光源の使用は、挙動に影響を及ぼす可能性があるs = &quot;xref&quot;&gt; 13。 この記事で論じる方法の目的は、集団ベースのアッセイを用いた可溶性化合物のC.エレガンスの選好を記録および分析することである。このために、現在の方法は、前述の3つの方法すべてからの態様を統合し、改善する。これは、ワームの大集団を検査することを可能にし、各アッセイで使用される実験溶液の少量のみを必要とする。さらに、アッセイは赤外LEDバックライトを備えた特注の密閉型動作チャンバー内で行われ、短波長光の影響を最小限に抑えます。各チャンバには、複数の顕微鏡カメラを装備することもでき、ベンチスペースを損なうことなく実験のスループットを向上させます。最後に、ビデオ分析ソフトウェアは、各ビデオの嗜好指数値および付随するワーム占有率プロットを出力して、時間の経過とともに人口行動のダイナミクスを視覚化する。チャンバーのセットアップとassayプロトコルは、臭気物質または化学感覚挙動の温度の影響などの多峰性挙動応答を研究するためにさらに修飾することができる。 この記事では、行動チャンバの構築とアッセイプロトコルについて説明します。また、野生型ワームおよび化学感覚欠損突然変異体の既知の可溶性忌避物質銅イオンに対する反応をアッセイする際のこの方法の有用性も実証している4 。最後に、提供されたソフトウェアを使用したビデオ解析プロセスについて詳しく説明します。

<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

線虫であるCaenorhabditis elegansの唯一の302ニューロンのコンパクトな神経系は、様々な行動のレパートリーの基礎を成しています。これらの挙動の根底にある神経回路の解剖を容易にするために、頑強で再現性のある行動アッセイの開発が必要である。以前のC.エレガンスの行動研究では、可溶性化合物に対するC.エレガンスの応答を調べるために、「落下試験」、「走化性アッセイ」、および「保持アッセイ」のバリエーションを使用しています。この資料に記載されている方法は、前述の3つのアッセイの補完的な強みを組み合わせることを目指しています。簡潔には、各アッセイプレートの中央にある小さな円を、コントロールおよび実験溶液を交互に配置して4つの四分円に分割する。ワームを添加した後、アッセイプレートを行動チャンバに入れ、顕微鏡カメラがワームの遭遇を治療領域と記録する。次に、自動化されたビデオ分析が各ビデオの嗜好指数（PI）値が生成される。この方法のビデオ取得および自動解析機能は、実験者の関与および関連するエラーを最小限に抑える。さらに、アッセイごとに微量の実験化合物を使用し、行動チャンバのマルチカメラ設定は実験スループットを増加させる。この方法は、遺伝的突然変異体および新規化合物の行動スクリーンを実施するのに特に有用である。しかしながら、この方法は、対照および実験溶液領域が近接しているため、刺激勾配ナビゲーションの研究には適していない。また、少数のワームしか利用できない場合には使用しないでください。この方法は、現在の形態の可溶性化合物に対する応答のみをアッセイするのに適しているが、マルチモーダル感覚相互作用および光発生研究に適合するように容易に改変することができる。この方法は、他の線虫種の化学感覚応答をアッセイするためにも適用することができる。 </p&gt;

図3Aは、異なる遺伝子型および治療対において得られた嗜好指標値を示す。嗜好指数値1は、実験ROIに置かれた解に対する強い誘引力を示し、嗜好指数値-1は、強い反発力を示す。 M13緩衝溶液を対照ROIおよび実験ROIの両方に配置した場合、0.02の嗜好指数が得られ、いずれのROIに対しても空間的偏りがないことが実証された。 N2虫は銅イオンを強く避け、嗜好指数は-0.67であり、これは銅イオンが強力な忌避剤であるという以前の知見を裏付けている（ 補遺1 ） 4 。感覚繊毛の遠位部分の適切な形成を欠いているosm-3突然変異体は、銅イオン（PI = -0.19）の有意に減少した回避を示した15 。 ocr-2変異体は、de<html>銅回避を含む多くのASH仲介侵害受容応答において有害であり、銅イオン（PI = 0.19）に対する軽度の誘引も有意に減少した（ 補助映画2 ） 16 。 図3Bは、代表的なワーム占有率のプロットを示しています。これは、コントロール内のワームの密度と各ビデオの経時的な実験的ROIを示しています。描画領域の色が濃いほど、ROI内のワームピクセルの数が多くなります。 M13緩衝液対照で処理したN2虫の占有率プロットは、両方のROIにおける虫の数がアッセイを通して同様のままであることを示している。しかし、銅イオンで処理されたN2虫の占有率プロットは、ワームが、アッセイを通して試験ROIを強く一貫して回避することを示しています。 gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; 図1：行動室設計の写真と図式表現。 （ A ）挙動チャンバのセットアップの正面図（左）およびチャンバフレームの対応する概略図（右）。不透明なポリエステルシートは、底面を除くすべての面にチャンバを囲み、赤外線バックライトパネルからの光を通過させる。数字1,2および3は（B）の押出層に対応する。 （ B ）挙動チャンバフレームを構成する押出層の平面図。これには、最上層（1）、中間カメラマウントアセンブリ層（2）、および最下段層（3）が含まれる。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> <img alt="図2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; 図2：ソリューション配置とプレート配置テンプレート （ A ）ソリューション配置テンプレートには、4つの象限と番号整列マーカーがあります。対照溶液を左上および右下象限に入れ、実験溶液を右上および左下の四分円に入れる。 （ B ）プレートアラインメントテンプレートは、ビデオ記録および分析中に視野内のワームの閉塞を最小限に抑えるための番号整列マーカーのみを有する。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> <img alt="図3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> 図3：このアッセイを使用して収集されたデータの例 （ A ）野生型N2および変異体C.エレガンス（C. elegans ）の優先順位指数（PI）値</e<html> M13緩衝液および10mM CuCl 2に応答してm&gt;。 N2虫は、M13対照溶液を両方のROIに入れたときに対照と実験ROIの間に優位性は示さなかったが、銅イオンが置かれたときに実験ROIを強く避けた（PI = 0.02および-0.67）。 osm-3（p802）突然変異体およびocr-2（ak47）突然変異体は、N2と比較して銅イオンの回避が有意に減少した（PI = -0.1および0.2）。各遺伝子型 - 治療ペアリングについてN = 6アッセイ、検定当たり360ワーム、エラーバーは±1SEM、***p &lt;0.001、一方向性ANOVA、ポストホックTukey Honestly Significant Difference（HSD）試験を示す。 （ B ）対照ROIにはM13バッファ、実験ROIには銅イオン（下）の両方のROI（上）およびN2ワームにM13バッファを有するN2ワームの代表的なワーム占有率プロット。各占有プロットの下のカラースケールは、ワームピクセルの数を表します。pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt;この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。 補遺ムービー1：10mM塩化銅に対するN2虫の行動応答。ワームはM13バッファー（左上と右下）でコントロール四分円に引き付けられますが、M13バッファーに溶解した銅イオンを含む四分円（右上と左下）を強く避けます。ビデオは毎秒1フレームで記録され、15倍高速化されました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。</a> 補足ムービー2： 10mM塩化銅 に対する ocr-2（ak47） ワームの 行動応答 。ワームは、M13バッファー（左上と右下）とコントロール四分円の両方でおよそ等しい程度までローミングし、M13バッファー（右上と左下）に溶解した銅イオンを含有しています。突然変異体は、記録の開始時に銅イオンを含有する象限に対してわずかな選択性を示す。ビデオは毎秒1フレームで記録され、15倍高速化されました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。</a> 補足ファイル：ソリューション配置およびプレートアライメントテンプレート。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。</a>

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Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

本発明者らは、集団ベースアッセイにおいて可溶性化合物に対するCaenorhabditis elegansの選好を自動的に分析することができる行動記録設定およびプロトコルを提示する。この記事では、ビヘイビアチェンバーの構築、ビヘイビアアッセイプロトコル、およびビデオ分析ソフトウェアの使用について説明します。

線虫集団ベースの化学感覚嗜好アッセイの自動解析

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

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Research

JoVE Journal

Behavior

7.4K ビュー.  California Institute of Technology. 本発明者らは、集団ベースアッセイにおいて可溶性化合物に対するCaenorhabditis elegansの選好を自動的に分析することができる行動記録設定およびプロトコルを提示する。この記事では、ビヘイビアチェンバーの構築、ビヘイビアアッセイプロトコル、およびビデオ分析ソフトウェアの使用について説明します。 

ビデオ: 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.

脂肪嗜好：摂食行動の新規モデルラットにおける

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 ...

行動学

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.

で捕食摂食行動を分析します<em&gt; Pristionchus</em&gt;およびその他の線虫

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

環境学

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の正ブタノンの学習、短期、および長期連想記憶アッセイ

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

神経科学

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.

線虫の表現型プロファイリングを自動化によって化学的毒性予測のための高スループット試金

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>C. elegansにおける揮発性性フェロモン応答の抽出と定量化

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>著者スポットライト:揮発性性フェロモンがオスの C.エレガンスの 行動に及ぼす影響の調査

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.

Caenorhabditis elegansにおける揮発性性フェロモン抽出と化学吸引アッセイ

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.

A<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt;栄養状態ベースの銅回避アッセイ

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の走化性アッセイ

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

生物学

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.

ポリグルタミン媒介性神経毒性に対する生理活性化合物を発見するためのモデルシステムとしてのCaenorhabditis elegans

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

線虫集団ベースの化学感覚嗜好アッセイの自動解析

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脂肪嗜好：摂食行動の新規モデルラットにおける

で捕食摂食行動を分析します

C. elegansの正ブタノンの学習、短期、および長期連想記憶アッセイ

線虫の表現型プロファイリングを自動化によって化学的毒性予測のための高スループット試金

Caenorhabditis elegansにおける揮発性性フェロモン抽出と化学吸引アッセイ

Caenorhabditis elegansにおける揮発性性フェロモン抽出と化学吸引アッセイ

Caenorhabditis elegansにおける揮発性性フェロモン抽出と化学吸引アッセイ

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C. elegansの走化性アッセイ

ポリグルタミン媒介性神経毒性に対する生理活性化合物を発見するためのモデルシステムとしてのCaenorhabditis elegans