Name: investigating the spreading and toxicity of prion-like proteins using the metazoan model organism c. elegans
Uploaded: 2015-01-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 57 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans at JoVE.com

We thank Cindy Voisine and Yoko Shibata for helpful discussion and critical comments on the manuscript. We acknowledge the High Throughput Analysis Laboratory (HTAL) and the Biological Imaging Facility (BIF) at Northwestern University for their assistance. This work was funded by grants from the National Institutes of Health (NIGMS, NIA, NINDS), the Ellison Medical Foundation, and the Daniel F. and Ada L. Rice Foundation (to R.I.M.). C.I.N.-K. was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (KR 3726/1-1).

1. 모니터링 세포 횡단는 생체 시간 경과 영상으로 프리온 같은 단백질의 확산 참고 : C. 성장 표준 방법에 조심스럽게 재배 온도 (47)를 제어에 따라 elegans의 야생형 (WT) (N2)와 유전자 변형 라인. <ol><li> C.의 유전자 변형 라인을 생성 엘레 단량체 적색 형광 단백질 (MRFP) 태그 프리온 같은 단백질을 표현. 미세 주입 (48)를 사용하는 방법을 보여줍니다 비디오를 시청. 이러한 염색체 외 라인을 통합하는 방법에 대한 자세한 내용과 방법에 대해서는 49을 참조하십시오. </li><li> 계란은 표준 방법 (50)에 따라 누워 또는 표백에 의해 동기화 인구를 준비합니다. <ol><li> 달걀 누워에 의해 동기화 <ol><li> 전송 10-20 임신하는 접시에 성인들이 1 알을 낳는하자 - 2 시간. 접시에서 어른을 제거하고 자손이 원하는 나이까지 성장 할 수 있습니다. </li></ol></li> &lt;표백에 의한 리&gt; 동기화 <ol><li> 임신하는 성인의 동기화 인구를 수집 및 알칼리 차아 염소산 용액 (250 mM의 NaOH를 1 : H 2 O 상업 표백제의 4 (v / v)로 희석)로 표백. 2 O 7H, 22 mMKH 2 PO 4, 86 mMNaCl, 1 mMMgSO 4 ·가 7H 2 O, 1 dH보다 2 O를 추가 M9 버퍼 (47) (21 mMNa 2 HPO 4 · 회 (218 XG 분 1) 계란을 세척 L). </li><li> 그들이 20 ° C에서 / 부드러운 교반 O와 M9 버퍼에 N을 부화 할 수 있습니다. 웜 개발 동기화 모집단을 떠나고, 음식 공급원의 부재하에 L1 단계에서 정지한다. OP50 E. 시드 신선한 선충 성장 미디어 (NGM) 접시에 L1s로 이동 대장균 박테리아와는 자손이 원하는 나이 47까지 발전 할 수 있습니다. </li></ol></li></ol></li><li> 50 바와 같이 현미경 슬라이드에 (H 2 O) 2 % 아가로 오스 패드를 준비한다. <ol><li> 두 마일 준비그들의 전체 길이에 걸쳐 배치 된 테이프와 라벨 croscope 슬라이드 스페이서로서 이용된다. 그들 사이의 제 3 현미경 슬라이드를 놓습니다. </li><li> 깨끗한 슬라이드에 H 2 O 2 % 아가로 오스와 피펫 한 방울을 녹여. </li><li> 한천 드롭의 상단에있는 세 개의 다른 슬라이드에 수직 네 번째 슬라이드를 놓습니다. 조심스럽게 라벨 테이프와 같은 두께로 패드를 평평를 누르십시오. </li><li> 스페이서를 제거하고 부드럽게 떨어져 슬라이드를 당겨 전에 1 분 동안 말리면. 한천 패드는 그 중 하나에 충실합니다. </li></ol></li><li> 피펫 ~ 10 μL 마취 패드 및 전송 (2 밀리미터의 levamisole M9 버퍼) ~ 백금 와이어 픽업을 사용하여 10 동물. 커버 슬립 (~ 22 X 22mm)로 덮고 1 시간 내에서 이미지를 가져 가라. </li><li> 대안 적으로, 더 긴 시간 동안 영화를 취득하거나, 또한 동물의 움직임의 가능성을 감소 및 마취제 고정화 비드 (51)의 조합을 사용한다. <ol><li> 10 % AGA 준비(M9 버퍼) (51)을 설명하고 3 μL 나노 구체의 크기 표준 솔루션 웜 (폴리스티렌 비즈, 100 ㎚) 플러스 3 μL 마취제 (M9 버퍼에 4 밀리미터의 levamisole)를 추가로 패드를했다. 커버 슬립으로 가볍게 커버. 탈수를 방지하기 위해, VALAP (바셀린, 라놀린, 파라핀 왁스 같은 양의 혼합물)와 커버 슬립을 봉인. </li></ol></li><li> 이미지는 공 초점 현미경을 사용하여 웜을 고정. 주 : 결과 EM-CCD 카메라와 MetaMorph로부터 같은 현미경 자동화 및 이미지 분석 소프트웨어를 구비 한 스피닝 디스크 AF 공 촛점 현미경을 사용하여 획득하고 아래 구체적인 개요이지만, 다른 유사한 공 초점 영상 시스템도 사용될 수있다. <ol><li> 63X 또는 100X / 1.4NA 오일 목표를 사용하여 현미경 슬라이드 홀더에 웜을 포함하는 현미경 슬라이드를 놓습니다. </li><li> 소프트웨어를 엽니 다. MRFP 이미징을위한 레이저 파워 및 필터를 조정합니다. 10 %의 전력 및 배출 필터&gt; 600 nm에서 561 nm의 레이저를 사용합니다. </li><lI&gt; 열기 &quot;다차원 취득&quot;. &quot;메인&quot;탭에서, &quot;어 Timelapse&quot;과 &quot;실행 저널&quot;(: 오프 하드웨어 자동 초점)의 확인란을 선택합니다. </li><li> &quot;저장&quot;탭에서 선택하거나 파일을 저장할 디렉토리 폴더를 만듭니다. 파일에 이름을 지정합니다. </li><li> &quot;파장 길이&quot;탭에서 적절한 조명을 선택하고 노출과 이득을 조정합니다. 100 ~ 300 밀리 초 100과 300 사이의 카메라 이득 사이의 노출 &quot;YokoQuad 레드&quot;(또는 MRFP 이미징 동등한 조명 설정)을 사용하여, 각각의 샘플에 따라 (라이브 이미지를 사용하여 평가). </li><li> &quot;어 Timelapse&quot;탭에서 &quot;시점의 수&quot;= 301, &quot;시간&quot;= 5 분 &quot;시간 / 간격&quot;= 1 초를 선택합니다. </li><li> &quot;AFC SET의 Z의 HOLD&quot;와 &quot;Z의 HOLD에 AFC 반환&quot;유형 : &quot;저널&quot;탭을 선택 저널에서 &amp;# 8220; 특수 &quot;(2 회), 초기 점 :&quot;시작 시간의 점 &quot;과&quot;시점의 끝 &quot;. 이 옵션은 자동 초점 화상 장기간에 걸쳐 동일한 부분에 중요하다. </li><li> 설정을 완료 한 후 &quot;취득&quot;. 인터벌 동영상은 별도의 TIFF 파일로 세이프가 걸려있다. </li><li> ImageJ에 주어진 시계열의 모든 .TIFF 파일을 엽니 다. &quot;이미지&quot;→ &quot;스택&quot;→ &quot;스택에 이미지&quot;로 이동합니다. 선택적으로, → &quot;파일&quot;의 영화를 내보내기 등, 크기, 줄을 추가, 밝기 및 대비를 조정 → &quot;AVI ...&quot; &quot;다른 이름으로 저장&quot;(예를 들어, 비디오 1과 2는 그림 1에 해당하는 참조). </li></ol></li></ol> 2. 자율 및 비 세포 자치가 Proteostasis 및 독성에 미치는 영향 세포를 조사하기 위해 접는 센서 및 스트레스 기자 사용 <ol><li> 접이식 센서 또는 스트레스 reporte을 같이 발현 형질 전환 라인을 생성함께 프리온 같은 단백질과 R. 십자가를 설정하거나 유전자 변형 라인을 생성하는 방법에 대한 방법에 대해서는, 48,49,52를 참조하십시오. C.의 목록은 표 1을 참조하십시오 사용할 수있는 엘레 균주. </li><li> 형질 전환 동물의 동기 인구를 준비하고 (1.2 절) (50) 전술 한 바와 같이 원하는 세 때까지 성장합니다. </li><li> 실체 현미경을 사용하여 접는 센서 또는 스트레스 기자의 각​​각의 표현형을 확인합니다. <ol><li> 폴딩 센서, 동기 후의 각 날 응집체 은닉 동물의 수를 결정 (예컨대,도 2e 및 F 참조). </li><li> 스트레스 기자를 들어, 테스트 기자의 증가 형광 프리온 같은 단백질 결과의 동시 발현은 (예를 들어, 그림 3 참조)합니다. </li></ol></li></ol> C.에서 프리온에 의한 독성의 억제를위한 3 게놈 전체 화면 엘레<img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52321/52321fig4highres.jpg" /> RNAi의 심사 프로토콜의 4 도식 표현 그림. 각 단계에 대한 자세한 설명 프로토콜 (3)을 참조하십시오. <ol><li> C.의 동기화 엘레 웜과의 RNAi 라이브러리의 중복 <ol><li> RNAi의 화면의 경우, Ahringer의 RNAi 라이브러리 (또는 비달의 RNAi 라이브러리) 53, 54을 사용합니다. 10 % 글리세롤 보충 100 μl의 LB-A 미디어와 플레이트 (LB 50 ㎍ / ml의 암피실린)를 작성하여 96 웰 플레이트에 원래 384 웰 형식에서의 RNAi 라이브러리를 Rearray 및 96 핀 복제기를 사용하여 접종. -80 ° C에서 교반 및 저장 37 ° CO / N에서 성장. </li><li> C. 유지 엘레 WT 20 ° C NGM에 플레이트에서 형질 전환 라인은 OP50 E. 시드 표준 방법 (47)에 따라 대장균 박테리아. </li><li>표백에 의해 프리온 도메인 형질 전환 및 WT (제어) 선충을 동기화 (1.2 절 참조). </li><li> 웜이 표백되는 당일에, 50 ㎍ / ㎖의 앰피 실린이 보충 된 LB 매체를 준비한다. 분배하도록 자동 지급기 시약을 사용하여 (또는 수동 피펫)을 96 웰 플레이트의 각 웰에 LB-A 매체 65 μL. </li><li> -80 ° C에서 96 웰 Ahringer의 RNAi 라이브러리 플레이트를 제거하고 종이 타월로 줄 지어 멸균 후드에 가져. 즉시 플레이트가 계속 동결하는 동안 판의 외부에 얼음에서 오염되지 않도록주의하면서, 거꾸로 접시를 들고하여 밀봉 테이프를 제거합니다. 판을 Reinvert하고 약 30 분 동안 해동 수 있습니다. </li><li> 하나의 신선한 LB-A 플레이트에 다음 하나의 RNAi 라이브러리 플레이트에 한 멸균 96 핀 복제기를 찍어합니다. 각각의 판에 대한 신선한 무균 복제를 사용합니다. 접착 호일 테이프 모든 판을 밀봉 및 -80 ° C에 라이브러리 번호판을 반환합니다. 벌레는 표백제에 담가 세척 할 수있다,다시 사용할 수 있도록 멸균. </li><li> 중복 된 RNAi의 플레이트가 37 ° C, 300 rpm으로 설정 인큐베이터에서 O / N을 성장하도록 허용합니다. HT115 E.을 사용하려면 대장균 컨트롤로 빈 벡터 (L4440)를 숨겨 박테리아, 문화 관에 별도로 성장하고 두 개의 96 웰 플레이트의 1/4에 멀티 채널 피펫 문화의 65 μl를 피펫. </li></ol></li><li> 박테리아 dsRNA를 생산 및 웜의 첨가 유도 <ol><li> DDH 2 O.에 5 mM의 농도로 이소 프로필-β-D-thiogalactopyranosid (IPTG)를 희석 분배하도록 멀티 헤드를 사용하여 자동화 된 워크 스테이션 (또는 수동 피펫)의 RNAi 박테리아와 제어 플레이트의 각 웰에 희석 IPTG 10 μL. 다시 봉인 및 인큐베이터에 접시를 배치합니다. 이를 37 ℃에서 3 시간 동안 흔들어 보자. </li><li> 박테리아가 떨고있다 동안, 벌레를 준비합니다. 유리 현미경 슬라이드에 - (10 μL ~ 5) 작은 샘플을 잘 M9 / 웜 현탁액을 혼합하고, 피펫. 계산실체 현미경 벌레의 수와는 μL 당 벌레의 수를 계산한다. </li><li> 0.20 ㎎ / ㎖ IPTG, 8.0 ㎍ / ㎖의 콜레스테롤 50 ㎍ / ml의 암피실린, 9.6 ㎍ / ㎖의 테트라 사이클린 0.0835 ㎍ / ml의 Fungizone을하며 : 무균 기술을 사용하여, 다음의 최종 농도로 보충 M9 (M9 +)의 용액을 제조 50 μL 당 15 벌레. <ol><li> 프리온 도메인 형질 전환 및 WT 웜에 대한 별도의 솔루션을합니다. 최종 (아래 참조)의 RNAi 복사 플레이트의 수에 의존 할 필요 M9 + 웜 용액의 부피, 플러스 ~ 자동 디스펜서가 사용되는 경우, 저장소 내에 남아 불감 부피의 30 ㎖. </li></ol></li><li> 박테리아 dsRNA를 생산의 3 시간 유도 한 후, 인큐베이터에서 접시를 타고 그들이 동물을 강조 열을 피하기 위해 RT (~ 30 분)으로 냉각 할 수 있습니다. </li><li> 각각의 RNAi 판 웰과 빈 벡터 제어 플레이트의 일 50 μL + M9 프리온 유전자 도메인 웜 용액을 분주한다. 확인동물 저장조의 바닥으로 침강하는 경향이 각 공정 전에 웜 용액을 혼합하여주십시오. </li><li> 제 2 제어 플레이트에 WT 웜을 분배. 포기를 할 수 있도록 봉인 판을 둡니다. 5 접시를 함께 젖은 종이 타월 및 알루미늄 호일로 포장 - 증발에서 액체 문화를 유지하기 위해, 4 스택. 4 일 동안 20 ° C에서 200 rpm으로 품어. </li></ol></li><li> 점수 참고 : 인큐베이터 4 일 후, 웜은 성인의 두 번째 날에하고 화면 준비가됩니다. 동물이 방해받지 래싱을 보장하기 위해 심사 전에 30 분 동안 비 흔들어 조건을 조정할 수 있습니다. <ol><li> 제어 처리 프리온 도메인 형질 전환 동물에 비해 증가 탈곡 육안 모니터 화면 컴퓨터에 접속 된 콘 4M60 카메라를 사용. </li><li> wrMTrck를 사용하여 확인하는 예비 히트 곡의 목록을 컴파일 (다음 절 참조). </li></ol></li></ol> 예비 4. 확인화면 조회수 <ol><li> 고체 접시에 운동성 분석 <ol><li> 표준 방법 (47)에 따르면, 100 ㎍ / ㎖의 앰피 실린, 12.5 ㎍ / ㎖의 테트라 사이클린 및 1 mM의 IPTG로 보충 NGM와 접시를 준비합니다. 가능하다면, 모든 플레이트가 유선형 영상 획득 과정을 허용 할 미디어의 동일한 높이를 가질 보장 플레이트 주출 기계를 사용한다. </li><li> 37 ° C, 250 rpm에서 ~ 1 ML의 LB + 50 ㎍ / ㎖의 앰피 실린, O / N의 다른 RNAi의 클론 성장. </li><li> 다음날, 3 시간 동안 1 mM의 IPTG로하는 dsRNA의 발현을 유도한다. 얇은 층으로 확산 각각의 RNAi 세균성 클론의 150 μL와 접시를 시드. 어둠 속에서 실온에서 2 일간 건조 박테리아를 보자. RNAi의 클론 당 3 판을 준비합니다. </li><li> 표준 방법 (50) (1.2 절 참조)에 따라 표백하여 웜 인구를 동기화하고, 알이 부화의 O / N M9 미디어를 할 수 있습니다. </li><li> 웜 현탁액을 샘플 및 NEM의 양을 결정실체 현미경에서 μL 당 atodes. 30 L1 웜 -가 (25)가 포함되도록 그런 다음, 각 실험 플레이트에 M9 플러스 웜의 적절한 볼륨을 피펫. 벌레가 성년의 날 2에 도달 할 때까지 4 일 동안 20 ° C에서 선충 성장. </li></ol></li><li> ImageJ에 대한 wrMTrck 플러그인과 웜 운동의 정량 분석 참고 : 비디오는 하마 오카-R2 디지털 카메라 C10600-10B와 하마 마츠 간단한 PCI 이미징 소프트웨어의 10 배 배율로 실체 현미경을 사용하여 기록 하였다. <ol><li> 카메라와 간단한 PCI 이미징 소프트웨어를 켭니다. 이미징 조건의 조정을 허용하기 위해 &quot;라이브&quot;를 클릭합니다. </li><li> 다음 영상 조건을 설정 : 게인 = 0; 라이트 모드 = 높은; 속도 지수 = 1; 비닝 = 2. &quot;자동 노출&quot;다음 현미경 거울과 밝기 및 대비 다이얼을 이동, 조명 조건을 조정합니다. 참고 : 비디오는 overexp없이 높은 대비가 필요동물 밝은 배경으로 검은 모양을 나타나도록, osed. </li><li> &quot;시간 스캔&quot;을 클릭하고 폴더와 파일 이름을 선택합니다. 20 밀리 초에 &quot;필드 지연&quot;을 설정하고 30 초에 &quot;시간에 정지&quot;. (대부분의 웜이 어디에) 기록하는 판의 영역을 선택하기 위하여 눌러 &quot;라이브 리뷰&quot;. 보기 &quot;시작&quot;을 누릅니다 분야에서의 위치를​​ 확인 빨리 무대에있는 플레이트에 3 ~ 4 번을 누릅니다. </li><li> 동영상 촬영을 마친 후, 오른쪽 이미지를 클릭 .AVI에 .cxd 형식에서 동영상을 내보낼 &quot;수출 몽타주 시퀀스&quot;를 선택합니다. </li></ol></li><li> 운동성 비디오를 분석한다 <ol><li> , ImageJ에 소프트웨어를 열고 &quot;플러그인&quot;탭으로 이동 한 다음 &quot;wrmtrck을&quot;과 &quot;wrMTrck 배치&quot;를 선택합니다. 모든 파일이 들어있는 디렉토리를 선택 분석합니다. </li><li> Figur에 자세히 wrMTrck_Batch의 기본 입력 창에 입력 된 값을로드전자 5C. 각 매개 변수에 대한 설명은 플러그인을 동반 지침에서 찾아 볼 수있다. &quot;OK&quot;를 클릭하고 이동 분석을 실행 할 수 있습니다. </li><li> 결과를 보좌 신부와 감지 된 모든 트랙이 실제 C.에서하는 것을 확인하기 위해 엘레 및 아티팩트 제거, 각각의 동영상에 대해 생성 .txt 파일들 각각을 열고 데이터 분석 소프트웨어 파일에 정보를 복사한다. 만든 &quot;* _labels.zip&quot;파일을 열고 수동으로 확인하고 거짓 웜 트랙을 제거하는 결과 &quot;*의 _labels.tif&quot;를 실행합니다. </li></ol></li></ol>

The authors declare no competing financial interests.

여기에 설명 된 방법은 확산 예시 도와 같은 프리온 단백질의 조립 전지 자율 및 비 독성 세포 자율. 우리는 최근에 집계가 발생하기 쉬운 세포질 프리온 도메인이 자식 작용과 관련된 과정에 막 결합 소포로 흡수되는 것을 발견했다. 이러한 소체의 특정 서브 세트 내에서 세포 및 조직과 40 사이 프리온 도메인을 수송한다. 살아있는 동물에서의 움직임을 모니터링하는 키는 단백질 만 MRFP ...

알츠하이머 병 (AD), 파킨슨 병 (PD), 근 위축성 측삭 경화증 (ALS) 및 전염성 해면상 뇌증 (TSEs)를 포함한 많은 신경 변성 질환, 응집하기 쉬운 단백질과 연관되어 있고, 따라서 집합 적 단백질 미스 폴딩 장애 (즉 PMD라고도 ). 그들은 모두 인간과 동물 (1)에 감염 될 수 있다는 점에서 TSEs 또는 프리온 질병은 PMD를 독특한 클래스를 구성한다. 분자 수준에서, 프리온은 모집 및 병리학 적 β-시트 풍부한 PRP 사우스 캐롤라이나 형태 2,3에 단량체 α 나선이 풍부한 호스트 인코딩 세포 PRP (PRP C)를 변환하여 복제합니다. 자체 전파 단백질 응집체는 포유 동물의 프리온 4,5으로 중요한 특성을 공유 곰팡이에서 확인되었다. 또한 프리온은 포유류 세포 간에서 이동할 수 있으며 6,7 나이브 세포를 감염. 즉 PMD의 OTH 동안어 TSEs는 전염성이없는 것보다, 그들은 프리온 질환 8,9와 공통 병원성 원칙을 공유 할 수 있습니다. PMD를 각각에 연결된 단백질 구조 또는 기능에 관련되지는 않지만, 그들은 결정화와 같은 과정을 통해 모든 형태의 집계는 핵이라고 또는 중합 시드; 또한 단백질 씨는 수용성 이소 2,10,11 모집에 의해 성장한다. 자기 전파 효율이 함께 같은 분자 샤페론 같은 추가적인 요인 궁극적으로 세포 집합체 핵 시딩 단편화 및 12-15의 확산 속도를 결정하는 단백질의 고유 특성에 따라, 생체 내에서 변화한다. 따라서, 단백질 응집을 효율적으로 전파 할 수 있습니다 이러한 요인들 사이에서 좋은 균형이 존재해야한다. 일부 아밀로이드 응집체가 프리온의 특성을 항구, 따라서 모든 PMD가이 전염성이있는 이유도 설명 할 수 있습니다. 프리온은 &#39;최고의 공연&#39;O를 대표하는 것그들에게 PMD가 8, 13을 연구 할 수있는 강력한 도구를 만드는 자기 복제 단백질 집합체의 FA 다양한 스펙트럼. 흥미롭게도, 질병 관련 집계와 관련된 독성은 종종 비 셀 자율적 인 구성 요소 (16, 17)이있다. 이것은 그들이 단지 세포 유전자 전시에게 특정 표현형을 발현하는 것을 의미 엄격 셀 자율적 효과와는 달리, 해당 유전자를 발현하지 않는 인접 셀에 영향을 미치는 것을 의미한다. 이것은 강력하게 조직 - 특이 적 발현에 의해 증명 또는 신경 퇴행성 질환 18 ~ 26의 다양한 모델의 각 단백질의 노크했다. 다양한 메커니즘 점감 영양 공급, 신경 신호 불균형, 글루타메이트 흥분 독성 (excitotoxicity), 및 신경 염증 16,27,28 포함 PMD가이 비 - 자율적 인 세포 독성의 기초로 제안되어왔다. 또한, 질환 세포 간의 결합 된 응집체의 프리온 같은 운동 might이면 (29, 30)에 기여한다. 증가 증거는 프리온이 아닌 다른 단백질 흠이 특성은 여러 가지 PMD 30-36에서 관찰되는 병리의 확산을 설명 할 수있는 세포 간에서 송신 할 수 있음을 시사한다. 그러나, 아직 질환 단백질의 세포 내 이동 및 이웃 셀에 대한 독성 효과 사이의 명확한 인과 관계가 있는지를 판정해야한다. 따라서, 셀 간 전송 및 비 자율 세포 독성의 기초 세포질 통로의 더 나은 이해는 신규 치료법의 개발이 필요하고 필수적이다. 그러나, 후생 동물에 잘못 접힌 단백질의 세포 간 전송에 영향을 미칠 확산 및 세포 인자 프리온 등의 여러 측면이 아니라 생명체의 수준에서, 특히 이해되지 않습니다. 예쁜 꼬마 선충 선충은 잠재력을 제공하는 몇 가지 장점이 있습니다 프리온 같은 spreadi의 새로운면을 발견후생 동물 17 ng를. 이는 생체가 생체에서의 형광 태그로 단백질을 추적 가능 투명하다. 또한, 질병에 의해 영향을받는 많은 세포 및 생리 학적 과정은 인간에 웜으로부터, 그리고 C.된다 엘레 또한 유전자 조작 및 분자 생화학 적 분석 37 ~ 39의 다양한 의무입니다. 정확히 959 체세포는 여전히 근육, 신경 및 대장 등 여러 가지 별개의 조직 유형을 가지고 간단한 몸 계획을 가지고있는 성인 자웅 동체를 구성합니다. C. 새로운 프리온 모델을 설정하려면 엘레, 우리는 벌레 4,40에는 알려진 내생 프리온 단백질이 없기 때문에 외생 적, 잘 특징 글루타민 / 아스파라긴 (Q / N) 세포질 효모 프리온 단백질 Sup35의이 풍부한 프리온 도메인 NM을 표현하기로 결정했습니다. 효모 프리온은 프리온 복제 41 ~ 44의 기본 메커니즘을 밝히는데 귀중한왔다. 또한, NM은 전나무이다포유 동물 세포 배양 물 45, 46에서 프리온의 전체 라이프 사이클 요점을 되풀이하는 것으로 나타났다 세포질 성 단백질 프리온 등. 마찬가지로, C로 표시 할 때 엘레, 미토콘드리아 무결성 및 외관의 중단을 포함하여 40. NM 집계가 깊은 독성 표현형와 관련이 효모 세포 프리온 생물학의 전시 주요 기능에 비해 후생 동물 세포에서의 전파에 대한 다양한 요구 사항에 매우 잘 채택 Sup35 프리온 도메인 세포 수준과 관련된 다양한 자식 작용 소체뿐만 아니라 배아와 유충 마비, 발달 지연과 유기체 레벨에 단백질 접힘 환경 교란 광범위. 놀랍게도, 프리온 도메인 유전자가 발현되지 않은 인접 조직에 영향을 미치는 세포 자율 및 비 자율 세포 독성을 나타낸다. 또한, 내부 및 셀간 프리온 도메인 소낭 수송 실시간 모니터링된다 &lt;EM&gt; 생체 (40). 여기에서 우리는 C.에서 프리온 등의 보급을 검사하는 방법에 대해 설명합니다 엘레. 우리는 시간 경과 형광 현미경을 이용하여 프리온 도메인을 함유 소포 인트라 및 세포 간 수송을 모니터링하는 방법을 설명 할 것이다. 우리는 조직 - 특이 폴딩 센서의 사용을 강조 편재 셀룰러 니스에 셀 자율 및 비 자율 셀에 미치는 효과를 평가하기 위하여, 응력 기자를 표현한다. 마지막으로, 우리는 프리온 - 유도 독성의 새로운 개질제를 식별하기 위해 최근에 수행 넓은 게놈 RNA 간섭 (RNAi의) 화면의 순서를 설명한다. 조합, 이러한 방법은 단백질의 세포 간 이동 및 그 이외의 세포 자율 독성에 관여하는 유전 적 경로를 떨어져 애타게하는 데 도움이 될 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Reagent</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nanosphere size standards 100 nm</td><td>ThermoScientific</td><td>3100A</td><td></td></tr><tr><td>Levamisole</td><td>Sigma</td><td>L-9756</td><td></td></tr><tr><td>IPTG</td><td>Sigma</td><td>15502-10G</td><td></td></tr><tr><td>Ahringer RNAi library</td><td>Source BioScience LifeSciences&amp;nbsp;</td><td></td><td>http://www.lifesciences.sourcebioscience&lt;br/&gt; .com/clone-products/non-mammalian/c-elegans/c-elegans-rnai-library/</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sorvall Legend XTR Refrigerated Centrifuge, 120VAC</td><td>ThermoScientific</td><td>75004521</td><td>http://www.coleparmer.com/Product/Thermo_Scientific_Sorvall_Legend_&lt;br/&gt; XTR_Refrigerated_Centrifuge_120&lt;br/&gt; VAC/EW-17707-60</td></tr><tr><td>96 pin replicator&amp;nbsp;</td><td>Scionomix&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td></td><td>http://www.scinomix.com/all-products/96-pin-replicator/</td></tr><tr><td>HiGro high-capacity, incubating shaker&amp;nbsp;</td><td>Digilab</td><td></td><td>http://www.digilabglobal.com/higro</td></tr><tr><td>Multidrop Combi Reagent Dispenser&amp;nbsp;</td><td>Titertrek</td><td></td><td>http://groups.molbiosci.northwestern.edu/hta/titertek.htm</td></tr><tr><td>Biomek FX AP96 Automated Workstation&amp;nbsp;</td><td>Beckman Coulter</td><td></td><td>http://groups.molbiosci.northwestern.edu/hta/biomek_multi.htm</td></tr><tr><td>Innova44 shaker</td><td>New Brunswick</td><td></td><td>http://www.eppendorf.com/int///index.php?sitemap=2.3&amp;amp;pb=d78efbc05310ec&lt;br/&gt; 04&amp;amp;action=products&amp;amp;contentid=1&amp;amp;&lt;br/&gt; catalognode=83389</td></tr><tr><td>M205 FA&amp;nbsp;</td><td>Leica</td><td></td><td>http://www.leica-microsystems.com/de/produkte/stereomikroskope-makroskope/fluoreszenz/details/product/leica-m205-fa/</td></tr><tr><td>ORCA-R2 C10600-10BDigital CCD camera</td><td>Hamamatsu</td><td></td><td>http://www.hamamatsu.com/jp/en/community/life_science_camera/product/search/C10600-10B/index.html</td></tr><tr><td>Spinning Disc AF Confocal Microscope&amp;nbsp;</td><td>Leica</td><td></td><td>http://www.leica-microsystems.com/products/light-microscopes/life-science-research/fluorescence-microscopes/details/product/leica-sd-af/</td></tr><tr><td>Falcon 4M60 camera&amp;nbsp;</td><td>Teledyne Dalsa&amp;nbsp;</td><td></td><td>http://www.teledynedalsa.com/imaging/products/cameras/area-scan/falcon/PT-41-04M60/</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MetaMorph Microscopy Automation &amp;amp; Image Analysis Software</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td>http://www.moleculardevices.com/products/software/meta-imaging-series/metamorph.html</td></tr><tr><td>Hamamatsu SimplePCI Image Analysis Software</td><td>Meyer Instruments</td><td></td><td>http://meyerinst.com/imaging-software/hamamatsu/index.htm</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>NIH</td><td></td><td>http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</td></tr><tr><td>wrMTrck plugin for ImageJ</td><td></td><td></td><td>http://www.phage.dk/plugins/wrmtrck.html</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;C. elegans&lt;/em&gt; strains</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>N2 (WT)</td><td>Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td><td></td><td>http://www.cgc.cbs.umn.edu/strain.php?id=10570</td></tr><tr><td>AM815&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; rmIs323[myo-3p::sup35(r2e2)::rfp]</td><td>Morimoto lab</td><td></td><td>available from our laboratory&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>See table 1 for a source for folding sensor and stress reporter strains</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

investigating the spreading and toxicity of prion-like proteins using the metazoan model organism c. elegans

Prions are unconventional self-propagating proteinaceous particles, devoid of any coding nucleic acid. These proteinaceous seeds serve as templates for the conversion and replication of their benign cellular isoform. Accumulating evidence suggests that many protein aggregates can act as self-propagating templates and corrupt the folding of cognate proteins. Although aggregates can be functional under certain circumstances, this process often leads to the disruption of the cellular protein homeostasis (proteostasis), eventually leading to devastating diseases such as Alzheimer&#8217;s disease (AD), Parkinson&#8217;s disease (PD), Amyotrophic lateral sclerosis (ALS), or transmissible spongiform encephalopathies (TSEs). The exact mechanisms of prion propagation and cell-to-cell spreading of protein aggregates are still subjects of intense investigation. To further this knowledge, recently a new metazoan model in Caenorhabditis elegans, for expression of the prion domain of the cytosolic yeast prion protein Sup35 has been established. This prion model offers several advantages, as it allows direct monitoring of the fluorescently tagged prion domain in living animals and ease of genetic approaches. Described here are methods to study prion-like behavior of protein aggregates and to identify modifiers of prion-induced toxicity using C. elegans.

생체 시간 경과 영상에 의해 프리온 같은 단백질의 확산 세포 간 모니터링 형질 전환 C. 프리온 도메인을 발현 간스 라인 형상의 프리온 단백질, 예를 들면 세포 간 전송 및 비 자율 세포 독성의 특정 양상의 분석에 특히 적합하다. 수의 형광 추적 동물의 투명성은 삶의 모든 단계에서 생체 내에서 단백질을 태그. 이것의 활용, 세포 형광...

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Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

Prion-like propagation of protein aggregates has recently emerged as being implicated in many neurodegenerative diseases. The goal of this protocol is to describe, how to use the nematode C. elegans as a model system to monitor protein spreading and to investigate prion-like phenomena.

후생 동물 모델 생물을 사용하여 확산 및 독성 프리온 같은 단백질을 조사<em&gt; C. 엘레</em

Prions are unconventional self-propagating proteinaceous particles, devoid of any coding nucleic acid. These proteinaceous seeds serve as templates for ...

investigating-spreading-toxicity-prion-like-proteins-using-metazoan

Research

JoVE Journal

Biology

Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

15.8K 조회수.  Northwestern University. Prion-like propagation of protein aggregates has recently emerged as being implicated in many neurodegenerative diseases. The goal of this protocol is to describe, how to use the nematode C. elegans as a model system to monitor protein spreading and to investigate prion-like phenomena.

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Assaying &beta;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

Accumulation of the &beta;-amyloid peptide (A&beta;) is generally believed to be central to the induction of Alzheimer's disease, but the relevant mechanism(s) of toxicity are still unclear. A&beta; is also deposited intramuscularly in Inclusion Body Myositis, a severe human myopathy. The intensely studied nematode worm Caenorhabditis elegans can be transgenically engineered to express human A&beta;. Depending on the tissue or timing of A&beta; expression, transgenic worms can have readily measurable phenotypes that serve as a read-out of A&beta; toxicity. For example, transgenic worms with pan-neuronal A&beta; expression have defects is associative learning (Dosanjh et al. 2009), while transgenic worms with constitutive muscle-specific expression show a progressive, age-dependent paralysis phenotype (Link, 1995; Cohen et al. 2006). One particularly useful C. elegans model employs a temperature-sensitive mutation in the mRNA surveillance system to engineer temperature-inducible muscle expression of an A&beta; transgene, resulting in a reproducible paralysis phenotype upon temperature upshift (Link et al. 2003). Treatments that counter A&beta; toxicity in this model [e.g., expression of a protective transgene (Hassan et al. 2009) or exposure to Ginkgo biloba extracts (Wu et al. 2006)] reproducibly alter the rate of paralysis induced by temperature upshift of these transgenic worms. Here we describe our protocol for measuring the rate of paralysis in this transgenic C. elegans model, with particular attention to experimental variables that can influence this measurement.

Assaying &#946;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

The intensely studied nematode worm Caenorhabditis elegans can be transgenically engineered to express the human &beta;-amyloid peptide (A&beta;). Induced expression of A&beta; in C. elegans muscle leads to a rapid, reproducible paralysis phenotype that can be used to monitor treatments that modulate A&beta; toxicity.

유전자 변형을 사용하여 시금 β - 아밀로이드 독성 C. 엘레간스 모델

Accumulation of the &beta;-amyloid peptide (A&beta;) is generally believed to be central to the induction of Alzheimer's disease, but the relevant ...

연구

신경과학

A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study

Amylopathy is a term that describes abnormal synthesis and accumulation of amyloid beta (A&beta;) in tissues with time. A&beta; is a hallmark of Alzheimer's disease (AD) and is found in Lewy body dementia, inclusion body myositis and cerebral amyloid angiopathy 1-4. Amylopathies progressively develop with time. For this reason simple organisms with short lifespans may help to elucidate molecular aspects of these conditions. Here, we describe experimental protocols to study A&beta;-mediated neurodegeneration using the worm Caenorhabditis elegans. Thus, we construct transgenic worms by injecting DNA encoding human A&beta;42 into the syncytial gonads of adult hermaphrodites. Transformant lines are stabilized by a mutagenesis-induced integration. Nematodes are age synchronized by collecting and seeding their eggs. The function of neurons expressing A&beta;42 is tested in opportune behavioral assays (chemotaxis assays). Primary neuronal cultures obtained from embryos are used to complement behavioral data and to test the neuroprotective effects of anti-apoptotic compounds.

A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study

We describe methods to study aspects of amylopathies in the worm C. elegans. We show how to construct worms expressing human A&beta;42 in neurons and how to test their function in behavioral assays. We further show how to obtain primary neuronal cultures that can be used for pharmacological testing.

<em&gt; Caenorhabditis의 엘레</emAmylopathy 연구에 대한&gt; 모델 시스템

Amylopathy is a term that describes abnormal synthesis and accumulation of amyloid beta (A&beta;) in tissues with time. A&beta; is a hallmark of ...

Monitoring Protein Aggregation Kinetics In Vivo using Automated Inclusion Counting in Caenorhabditis elegans

Protein aggregation into insoluble inclusions is a hallmark of a variety of human diseases, many of which are age-related. The nematode Caenorhabditis elegans is a well-established model organism that has been widely used in the field to study protein aggregation and toxicity. Its optical transparency enables the direct visualization of protein aggregation by fluorescence microscopy. Moreover, the fast reproductive cycle and short lifespan make the nematode a suitable model to screen for genes and molecules that modulate this process.
However, the quantification of aggregate load in living animals is poorly standardized, typically performed by manual inclusion counting under a fluorescence dissection microscope at a single time point. This approach can result in high variability between observers and limits the understanding of the aggregation process. In contrast, amyloid-like protein aggregation in vitro is routinely monitored by thioflavin T fluorescence in a highly quantitative and time-resolved fashion.
Here, an analogous method is presented for the unbiased analysis of aggregation kinetics in living C. elegans, using a high-throughput confocal microscope combined with custom-made image analysis and data fitting. The applicability of this method is demonstrated by monitoring inclusion formation of a fluorescently labeled polyglutamine (polyQ) protein in the body wall muscle cells. The image analysis workflow allows the determination of the numbers of inclusions at different timepoints, which are fitted to a mathematical model based on independent nucleation events in individual muscle cells. The method described here may prove useful to assess the effects of proteostasis factors and potential therapeutics for protein aggregation diseases in a living animal in a robust and quantitative manner.

Monitoring Protein Aggregation Kinetics In Vivo using Automated Inclusion Counting in Caenorhabditis elegans

Here, a method is presented for the analysis of protein aggregation kinetics in the nematode Caenorhabditis elegans. Animals from an age-synchronized population are imaged at different time points, followed by semiautomated inclusion counting in CellProfiler and fitting to a mathematical model in AmyloFit.

Caenorhabditis elegans에서 자동 포함 계수를 사용하여 생체 내에서 단백질 응집 동역학 모니터링

Protein aggregation into insoluble inclusions is a hallmark of a variety of human diseases, many of which are age-related. The nematode Caenorhabditis ...

생화학

Automated Behavioral Analysis of Large C. elegans Populations Using a Wide Field-of-view Tracking Platform

Caenorhabditis elegans is a well-established animal model in biomedical research, widely employed in functional genomics and ageing studies. To assess the health and fitness of the animals under study, one typically relies on motility readouts, such as the measurement of the number of body bends or the speed of movement. These measurements usually involve manual counting, making it challenging to obtain good statistical significance, as time and labor constraints often limit the number of animals in each experiment to 25 or less. Since high statistical power is necessary to obtain reproducible results and limit false positive and negative results when weak phenotypic effects are investigated, efforts have recently been made to develop automated protocols focused on increasing the sensitivity of motility detection and multi-parametric behavioral profiling. In order to extend the limit of detection to the level needed to capture the small phenotypic changes that are often crucial in genetic studies and drug discovery, we describe here a technological development that enables the study of up to 5,000 individual animals simultaneously, increasing the statistical power of the measurements by about 1,000-fold compared to manual assays and about 100-fold compared to other available automated methods.

Automated Behavioral Analysis of Large C. elegans Populations Using a Wide Field-of-view Tracking Platform

We describe protocols for using the wide field-of-view nematode tracking platform (WF-NTP), which enables high-throughput phenotypic characterization of large populations of Caenorhabditis elegans. These protocols can be used to characterize subtle behavioral changes in mutant strains or in response to pharmacological treatment in a highly scalable fashion.

자동화 된 행동 분석의 큰 C. 선 충 인구 넓은 시야의 사용 하 여 추적 플랫폼

Caenorhabditis elegans is a well-established animal model in biomedical research, widely employed in functional genomics and ageing studies. To assess the ...

면역학 및 감염병학

Monitoring Cell-to-cell Transmission of Prion-like Protein Aggregates in Drosophila Melanogaster

Protein aggregation is a central feature of most neurodegenerative diseases, including Alzheimer&#39;s disease (AD), Parkinson&#39;s disease (PD), Huntington&#39;s disease (HD), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Protein aggregates are closely associated with neuropathology in these diseases, although the exact mechanism by which aberrant protein aggregation disrupts normal cellular homeostasis is not known. Emerging data provide strong support for the hypothesis that pathogenic aggregates in AD, PD, HD, and ALS have many similarities to prions, which are protein-only infectious agents responsible for the transmissible spongiform encephalopathies. Prions self-replicate by templating the conversion of natively-folded versions of the same protein, causing spread of the aggregation phenotype. How prions and prion-like proteins in AD, PD, HD, and ALS move from one cell to another is currently an area of intense investigation. Here, a Drosophila melanogaster model that permits monitoring of prion-like, cell-to-cell transmission of mutant huntingtin (Htt) aggregates associated with HD is described. This model takes advantage of powerful tools for manipulating transgene expression in many different Drosophila tissues and utilizes a fluorescently-tagged cytoplasmic protein to directly report prion-like transfer of mutant Htt aggregates. Importantly, the approach we describe here can be used to identify novel genes and pathways that mediate spreading of protein aggregates between diverse cell types in vivo. Information gained from these studies will expand the limited understanding of the pathogenic mechanisms that underlie neurodegenerative diseases and reveal new opportunities for therapeutic intervention.

Monitoring Cell-to-cell Transmission of Prion-like Protein Aggregates in Drosophila Melanogaster

Accumulating evidence supports the idea that pathogenic protein aggregates associated with neurodegenerative diseases spread between cells with prion-like properties. Here, we describe a method that enables visualization of cell-to-cell spreading of prion-like aggregates in the model organism, Drosophila melanogaster.

초파리 Melanogaster 에서 프리온과 같은 단백질의 셀 전송 모니터링

Protein aggregation is a central feature of most neurodegenerative diseases, including Alzheimer&#39;s disease (AD), Parkinson&#39;s disease (PD), ...

Live Animal Imaging and Cell Sorting Methods for Investigating Neurodegeneration in a C. elegans Excitotoxic Necrosis Model

Excitotoxic necrosis is a leading form of neurodegeneration. This process of regulated necrosis is triggered by the synaptic accumulation of the neurotransmitter glutamate, and the excessive stimulation of its postsynaptic receptors. However, information on the subsequent molecular events that culminate in the distinct neuronal swelling morphology of this type of neurodegeneration is lacking. Other aspects, such as changes in specific subcellular compartments, or the basis for the differential cellular vulnerability of distinct neuronal subtypes, remain under-explored. Furthermore, a range of factors that come into play in studies that use in vitro or ex vivo preparations might modify and distort the natural progression of this form of neurodegeneration. It is therefore important to study excitotoxic necrosis in live animals by monitoring the effects of interventions that regulate the extent of neuronal necrosis in the genetically amenable and transparent&#160;model system of the nematode Caenorhabditis elegans. This protocol describes methods of studying excitotoxic necrosis in C. elegans neurons, combining optical, genetic, and molecular analysis. To induce excitotoxic conditions in C. elegans, a&#160;knockout of a glutamate transporter gene (glt-3) is combined with a neuronal sensitizing genetic background (nuls5 [Pglr-1::G&#945;S(Q227L)]) to produce glutamate receptor hyperstimulation and neurodegeneration. Nomarski differential interference contrast (DIC), fluorescent, and confocal microscopy in live animals are methods used to quantify neurodegeneration, follow subcellular localization of fluorescently labeled proteins, and quantify mitochondrial morphology in the degenerating neurons. Neuronal Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) is used to distinctly sort at-risk neurons for cell-type specific transcriptomic analysis of neurodegeneration. A combination of live imaging and FACS methods as well as the benefits of the C. elegans model organism allow researchers to leverage this system to obtain reproducible data with a large sample size. Insights from these assays could translate to novel targets for therapeutic intervention in neurodegenerative diseases.

<meta charset="utf8"></head><body>C. elegans exccitotoxic Necrosis 모델에서 신경 퇴행을 조사하기 위한 살아있는 동물 이미징 및 세포 분류 방법

In a C. elegans excitotoxicity model, this protocol employs in vivo imaging to analyze the regulation of necrotic neurodegeneration, the effect of genes encoding candidate mediators, and involvement of mitochondria. Cell dissociation and sorting is used to specifically obtain at-risk neurons for cell-specific transcriptomic analysis of neurodegeneration and neuroprotection mechanisms.

C. elegans exccitotoxic Necrosis 모델에서 신경 퇴행을 조사하기 위한 살아있는 동물 이미징 및 세포 분류 방법

Excitotoxic necrosis is a leading form of neurodegeneration. This process of regulated necrosis is triggered by the synaptic accumulation of the ...

Measuring RAN Peptide Toxicity in C. elegans

C. elegans is commonly used to model age-related neurodegenerative diseases caused by repeat expansion mutations, such as Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) and Huntington&#8217;s disease. Recently, repeat expansion-containing RNA was shown to be the substrate for a novel type of protein translation called repeat-associated non-AUG-dependent (RAN) translation. Unlike canonical translation, RAN translation does not require a start codon and only occurs when repeats exceed a threshold length. Because there is no start codon to determine the reading frame, RAN translation occurs in all reading frames from both sense and antisense RNA templates that contain a repeat expansion sequence. Therefore, RAN translation expands the number of possible disease-associated toxic peptides from one to six. Thus far, RAN translation has been documented in eight different repeat expansion-based neurodegenerative and neuromuscular diseases. In each case, deciphering which RAN products are toxic, as well as their mechanisms of toxicity, is a critical step towards understanding how these peptides contribute to disease pathophysiology. In this paper, we present strategies to measure the toxicity of RAN peptides in the model system C. elegans. First, we describe procedures for measuring RAN peptide toxicity on the growth and motility of developing C. elegans. Second, we detail an assay for measuring postdevelopmental, age-dependent effects of RAN peptides on motility. Finally, we describe a neurotoxicity assay for evaluating the effects of RAN peptides on neuron morphology. These assays provide a broad assessment of RAN peptide toxicity and may be useful for performing large-scale genetic or small molecule screens to identify disease mechanisms or therapies.

Measuring RAN Peptide Toxicity in C. elegans

Repeat-associated non-ATG-dependent translational products are emerging pathogenic features of several repeat expansion-based diseases. The goal of the protocol described is to evaluate toxicity caused by these peptides using behavioral and cellular assays in the model system C. elegans.

C. 예쁜꼬마선충에서 RAN 펩타이드 독성 측정

C. elegans is commonly used to model age-related neurodegenerative diseases caused by repeat expansion mutations, such as Amyotrophic Lateral Sclerosis ...

생물학

Quantifying Tissue-Specific Proteostatic Decline in Caenorhabditis elegans

The ability to maintain proper function and folding of the proteome (protein homeostasis) declines during normal aging, facilitating the onset of a growing number of age-associated diseases. For instance, proteins with polyglutamine expansions are prone to aggregation, as exemplified with the huntingtin protein and concomitant onset of Huntington&#8217;s disease. The age-associated deterioration of the proteome has been widely studied through the use of transgenic Caenorhabditis elegans expressing polyQ repeats fused to a yellow fluorescent protein (YFP). This polyQ::YFP transgenic animal model facilitates the direct quantification of the age-associated decline of the proteome through imaging the progressive formation of fluorescent foci (i.e., protein aggregates) and subsequent onset of locomotion defects that develop as a result of the collapse of the proteome. Further, the expression of the polyQ::YFP transgene can be driven by tissue-specific promoters, allowing the assessment of proteostasis across tissues in the context of an intact multicellular organism. This model is highly amenable to genetic analysis, thus providing an approach to quantify aging that is complementary to lifespan assays. We describe how to accurately measure polyQ::YFP foci formation within either neurons or body wall muscle during aging, and the subsequent onset of behavioral defects. Next, we highlight how these approaches can be adapted for higher throughput, and potential future applications using other emerging strategies for C. elegans genetic analysis.

Quantifying Tissue-Specific Proteostatic Decline in Caenorhabditis elegans

Proteostatic decline is a hallmark of aging, facilitating the onset of neurodegenerative diseases. We outline a protocol to quantifiably measure proteostasis in two different Caenorhabditis elegans tissues through heterologous expression of polyglutamine repeats fused to a fluorescent reporter. This model allows rapid in vivo genetic analysis of proteostasis.

Caenorhabditis 예인단에서 조직 특정 전립선 성 감소를 정량화

The ability to maintain proper function and folding of the proteome (protein homeostasis) declines during normal aging, facilitating the onset of a ...

Modeling Age-Associated Neurodegenerative Diseases in Caenorhabditis elegans

Battling human neurodegenerative pathologies and managing their pervasive socioeconomic impact is becoming a global priority. Notwithstanding their detrimental effects on the human life quality and the healthcare system, the majority of human neurodegenerative disorders still remain incurable and non-preventable. Therefore, the development of novel therapeutic interventions against such maladies is becoming a pressing urgency. Age-associated deterioration of neuronal circuits and function is evolutionarily conserved in organisms as diverse as the lowly worm Caenorhabditis elegans and humans, signifying similarities in the underlying cellular and molecular mechanisms. C. elegans is a highly malleable genetic model, which offers a well-characterized nervous system, body transparency and a diverse repertoire of genetic and imaging techniques to assess neuronal activity and quality control during ageing. Here, we introduce and describe methodologies utilizing some versatile nematode models, including hyperactivated ion channel-induced necrosis (e.g., deg-3(d) and mec-4(d)) and protein aggregate (e.g., &#945;-syunclein and poly-glutamate)-induced neurotoxicity, to monitor and dissect the cellular and molecular underpinnings of age-related neuronal breakdown. A combination of these animal neurodegeneration models, together with genetic and pharmacological screens for cell death modulators will lead to an unprecedented understanding of age-related breakdown of neuronal function and will provide critical insights with broad relevance to human health and quality of life.

Modeling Age-Associated Neurodegenerative Diseases in Caenorhabditis elegans

Here, we introduce and describe widely accessible methodologies utilizing some versatile nematode models, including hyperactivated ion channel-induced necrosis and protein aggregate-induced neurotoxicity, to monitor and dissect the cellular and molecular underpinnings of age-associated neurodegenerative diseases.

카노르하비티스 예르간에서 노화와 관련된 신경 퇴행성 질환 모델링

Battling human neurodegenerative pathologies and managing their pervasive socioeconomic impact is becoming a global priority. Notwithstanding their ...

후생 동물 모델 생물을 사용하여 확산 및 독성 프리온 같은 단백질을 조사

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초파리 Melanogaster 에서 프리온과 같은 단백질의 셀 전송 모니터링

C. elegans exccitotoxic Necrosis 모델에서 신경 퇴행을 조사하기 위한 살아있는 동물 이미징 및 세포 분류 방법

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C. 예쁜꼬마선충에서 RAN 펩타이드 독성 측정

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