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  • Discussão
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  • Agradecimentos
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  • Referências
  • Reimpressões e Permissões

Resumo

Rotifers are microscopic zooplankton used as models in ecotoxicological and aging studies. Here we provide a protocol for powerful and reproducible measurement of survival time in Brachionus rotifers. Synchronization of culture conditions over several generations is of particular importance because maternal condition affects life history of offspring.

Resumo

Rotifers are microscopic cosmopolitan zooplankton used as models in ecotoxicological and aging studies due to their several advantages such as short lifespan, ease of culture, and parthenogenesis that enables clonal culture. However, caution is required when measuring their survival time as it is affected by maternal age and maternal feeding conditions. Here we provide a protocol for powerful and reproducible measurement of the survival time in Brachionus rotifers following a careful synchronization of culture conditions over several generations. Empirically, poor synchronization results in early mortality and a gradual decrease in survival rate, thus resulting in weak statistical power. Indeed, under such conditions, calorie restriction (CR) failed to significantly extend the lifespan of B. plicatilis although CR-induced longevity has been demonstrated with well-synchronized rotifer samples in past and present studies. This protocol is probably useful for other invertebrate models, including the fruitfly Drosophila melanogaster and the nematode Caenorhabditis elegans, because maternal age effects have also been reported in these species.

Introdução

Rotíferos são microscópicos cosmopolita zooplâncton (<1 mm), que constituem o filo rotifera 1. Eles têm um plano de corpo simples composto por cerca de 1000 células somáticas, bem como um dispositivo de roda-ciliar como característica chamada coroa, que é usado para locomoção e de alimentação. A maioria dos rotíferos pertencem a classes monogononta ou bdelloidea, que contêm cerca de 1.600 e 500 espécies, respectivamente 2. Rotíferos monogononta geralmente têm duas fases reprodução sexuada e assexuada (partenogênese cíclico), enquanto rotíferos bdelloid reproduzir por partenogênese obrigatória 3. É, assim, possível a obtenção de indivíduos geneticamente idênticos rotíferos, o que assegura uma elevada reprodutibilidade em experiências. Além disso, eles têm várias outras vantagens como organismos modelo, tal como um tempo de vida curto, facilidade de cultura, a disponibilidade de dados de sequências genómicas e transcriptomic 4-7, e uma posição filogenética a partir de uma única distanterthropods 8 e nemátodos. Rotíferos são, portanto, prometendo modelos de invertebrados em ecológica, toxicológicas e envelhecimento estudos 9-12.

O tempo de sobrevivência sob a exposição ao stress ambiental ou produtos químicos é um parâmetro frequentemente medida nestes campos de pesquisa 13-19. No entanto, é preciso ter cuidado quando se mede o tempo de sobrevivência de rotíferos porque é suscetível às condições ambientais de suas mães. Ou seja, no monogononta Manjavacas rotíferos Brachionus, descendentes do sexo feminino a partir de mães com idade têm uma vida útil mais curta do que os de mães jovens; no entanto, a restrição calórica materna (CR) compensa parcialmente os efeitos deletérios da avançada idade materna 20. Em B. plicatilis, CR materno proporciona longevidade prole, o tempo de sobrevivência muito tempo sob fome e de resistência ao estresse oxidativo alta associada com a expressão aumentada de enzimas antioxidantes 21,22. O efeito da idade maternaTambém tem sido observado em rotíferos bdelloid 23. Portanto, as condições de rotíferos experimentais devem ser cuidadosamente sincronizada ao longo de várias gerações antes das medições do tempo de sobrevivência.

Aqui nós fornecemos um protocolo para a medição do tempo de sobrevivência em rotíferos Brachionus seguinte sincronização das condições de cultivo ao longo de várias gerações. Jejum intermitente (IF), uma variação do CR onde rotíferos são alimentados periodicamente, foi aplicado para revelar o efeito de sincronização devido aos efeitos conhecidos de SE na longevidade 22,24.

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Protocolo

1. Preparação de Mídia

Nota: Use meio diluída Brujewicz água do mar artificial da salinidade 16,5 ppt (PSU). Outros seawaters artificiais também são frequentemente usados ​​para cultura Brachionus rotíferos 25,26.

  1. Adicionar NaCl a 454 mM, 26 mM de MgCl2, 27 mM de MgSO4, 10 mM de KCl e 10 mM de CaCl 2 a 4,5 L de água destilada (volume final será de 5 L). Em alternativa, usar água de diluição desionizada em vez de água destilada. Adicionar CaCl2 depois de se dissolverem todos os outros sais.
  2. Prepare o M NaHCO solução 0,48 3 estoque (concentração de 200x). Adicionar 25 ml de solução para o acima. A concentração final de NaHCO 3 é de 2,4 mm.
  3. Preparar a solução stock M NaBr 0,4 (concentração 500x). Adicionar 10 ml da solução para o acima. A concentração final de NaBr é de 0,8 mm. Perfaz-se 5 L com água destilada.
  4. Filtra-se a solução com um filtro de membrana de 0,45 um.Diluir duas vezes com água estéril antes da sua utilização (v / v).
    Nota: É possível fazer uma concentração 2x de Brujewicz água do mar artificial como uma solução estoque.

2. Condições Gerais Cultura

  1. laboratório-raise Cultura ou rotíferos selvagens-capturado em um copo de 100 ml estéril entre 20 e 30 ° C. As temperaturas mais elevadas resultam em expectativa de vida mais curtos e reprodução acelerada. Usar 25 ° C para a conveniência dos experimentos. A densidade de rotíferos ou o volume de água do mar artificial não é um grande problema aqui.
  2. Cultura espécies de microalgas alimentares em água do mar artificial 11. Veja Snell et al. (2014) para mais detalhes 11. Tipicamente, usar Tetraselmis tetrathele (~ 2 x 10 5 células / ml) 27,28, T. suecica (~ 6 x 10 5 células / mL), 25,29 e Nannochloropsis oculata (~ 7 X 10 6 células / ml 30,31). Uma vez que dieta algas (espécies, Condit culturaíons, composições bioquímicas) influencia significativamente o tempo de sobrevivência de rotíferos Brachionus, use o mesmo lote de microalga em todos os grupos experimentais.
  3. Manter uma população de ações de rotíferos em uma cultura em lote através da alimentação e mudando media ocasionalmente (por exemplo, alimentar a cada 2 dias e inocular todas as semanas). Muitos recém-nascidos e adultos portadores de 2-3 ovos pode ser observado quando rotíferos estão em condições óptimas.
    Nota: Uma forma alternativa de obter rotíferos experimentais é para chocar ovos de repouso. Rotíferos eclodidos de ovos de repouso são considerados para ser bem sincronizados, e o seu tempo de vida não é significativamente diferente da de rotíferos eclodidos de ovos amictic 11. No entanto, rotíferos de ovos que descansam iniciar a reprodução mais cedo do que os de ovos amictic. Assim, é necessária cautela para medições de suas características reprodutivas.

3. Sincronização de rotíferos pelo Pré-cultura

  1. Selecione um único rotíferos do stpopulação e cultura ock como descrito no 2,1-2,3 para estabelecer uma sub-população que vai ser utilizado para experiências. Normalmente cultura durante duas semanas.
  2. Recolha rotíferos portadores de ovos da sub-população (a cobrar o dobro do número de indivíduos que serão utilizados para o experimento). Cultura-los como uma única coorte (densidade: ~ 50 indivíduos / mL) em uma placa de cultura de 6 poços, como descrito no 2,1-2,3 no estado fresco de comunicação sob alimentação ad libitum. Controlando a densidade de população é importante porque o meio condicionado afecta a fisiologia reprodutiva de rotíferos Brachionus 32,33.
  3. Transferir recém-nascidos nascidos de primeiros ovos dos adultos para meios de cultura recém-preparado. Repita este procedimento ao longo de 2-3 gerações.
  4. Use neonatos nascidos dentro de um determinado período de tempo (por exemplo, <3 h) para medir o tempo de sobrevivência. Para evitar um possível viés na seleção do único indivíduo, embora muito improvável, verificar a reprodutibilidade usando vários independentes sub-populações.
    Nota: Como rotíferos normalmente se reproduzem assexuadamente sob esta condição, garantir que não haja homens estão presentes durante todo o experimento. Os machos são menores do que recém-nascidos e, normalmente, se mover mais rápido do que as fêmeas. Fêmeas Mictic têm diferentes tempos de vida das fêmeas amictic sob certas condições 29.

4. Medições de Tempo de Sobrevivência

  1. neonatos lugar em placas de plástico (tipicamente de 24 ou 48 poços placas, com cada uma das cavidades contendo 1 ml de água do mar artificial).
  2. Em intervalos de 24 horas, transferir os rotíferos aos meios de cultura recém-preparados ou em intervalos de 12 horas, se a temperatura mais elevada (acima de 30 ° C ou). Grave o número de filhos e se cada indivíduo está vivo ou morto. Grave o rotíferos como morto quando o movimento dos cílios da corona parou completamente.
    Nota: Rotíferos muitas vezes atribuem às paredes laterais das cavidades. pipetagem suave da água ajuda a encontrá-los. Se rotíferos não são encontrados ou are acidentalmente danificado pelo pipetagem, gravá-las como "censurado", não como "morto".
  3. Remover neonatos quando rotíferos experimentais estão reproduzindo ativamente. Os recém-nascidos crescem rapidamente e às vezes é difícil distingui-los dos rotíferos experimentais.

Análise 5. Os dados

  1. Criar a curva de sobrevivência de Kaplan-Meier (Figuras 1 e 2) através da representação gráfica taxa de sobrevivência cumulativa no eixo Y e o tempo no eixo x. Esta é a representação mais comum de dados de sobrevivência. Use o teste de log-rank não paramétrico (também chamado de teste de Mantel-Cox) para comparação estatística de tempo de sobrevivência 34. O teste de log-rank também está incluído em outros pacotes estatísticos padrão, tais como JMP e R.
    Nota: Não use t-teste ou análise de variância (ANOVA), seguido de comparação múltipla paramétrico Student porque distribuição normal geralmente não é encontrado por dados de sobrevivência 35. Além disso, estes metods não levam indivíduos censurado em conta. Mann-Whitney U Test pode ser usada se não houver dados censurados.

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Resultados


A Figura 1 mostra as curvas de sobrevida representativas de populações mal sincronizados (de duas repetições). Neste experimento, os rotíferos ou eram todos os dias Fed [ad libitum grupo (AL)] ou em dias alternados (IF grupo). A sobrevida média foi de 13 e 18 dias na AL e se os grupos, respectivamente. Embora seja bem sabido que se estende a vida útil do rotíferos, esta experiência não conseguiu detectar uma diferença estatisticamente significat...

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Discussão

O actual protocolo descreve um método para medir o tempo de sobrevivência em rotíferos Brachionus. O passo crítico é a sincronização das condições de rotíferos ao longo de várias gerações. Quando rotíferos experimentais são bem sincronizados, um tipo de curva típica I sobrevivência é observada com muito pouco mortalidade precoce como relatado em vários estudos anteriores 18,24,37,38. desvios-padrão de seu tempo de sobrevivência, portanto, tornam-se menores em comparação com rot...

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Divulgações

The authors have nothing to disclose.

Agradecimentos

Somos gratos a George Jarvis, Martha Bock, e Bette Hecox-Lea, Laboratório de Biologia Marinha, por sua ajuda na filmagem.

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Materiais

NameCompanyCatalog NumberComments
Sodium chlorideWako190-13921
Magnesium chlorideWako136-03995
Magnesium sulfateWako131-00427
Potassium chlorideWako168-22111
Calcium chlorideWako035-00455
Sodium bicarbonateWako199-05985
Sodium bromideWako190-01515
Membrane filter (0.45 µm pore size)MilliporeHAWP04700
Culture plate, 6-well, non-treatedThomas Scientific6902D01Flat bottom
Culture plate, 48-well, non-treatedThomas Scientific6902D07Flat bottom
Tetraselmis, LivingCarolina Biological Supply Company152610
PRISM 6GraphPad SoftwareVersion 6.0d

Referências

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