Algumas cepas foram fornecidas pelo Centro de Genética de Caenorhabditis (CGC), que é financiado pelo NIH Office of Research Infrastructure Programmes (P40 OD010440). Este trabalho é apoiado pelo Howard Hughes Medical Institute, com o qual a PWS é um 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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Os autores não têm nada a divulgar.

Um passo crítico no protocolo é garantir que as placas de ensaio tenham um nível consistente de secura em diferentes dias experimentais. Diferentes níveis de secura resultarão em diferentes taxas de difusão da solução no ágar e, conseqüentemente, variações nos resultados comportamentais. Assim, as placas de ensaio devem ser sempre frescas na tarde antes de experiências. O número de vermes testados por ensaio também deve ser regulado para facilitar a comparação entre os tratamentos. Para referência, um verme de tipo selvagem coloca 4-10 ovos / h em média, produzindo&gt; 360 vermes por ensaio se o protocolo de sincronização do sem-fim acima for seguido 17 . Se certas cepas mutantes estiverem defasadas com ovos, escolha mais worms adultos gravidos para a colocação de ovos para atingir o número-alvo da progênie. Outro passo importante no protocolo é lidar com worms suavemente durante o processo de lavagem e colocação de vermes. As vermes são sensíveis aos estímulos mecânicos, que provocam respostas de estresse como<html> S inversões e a inibição da deposição de ovos 18 . Além disso, deve-se ter cuidado para definir o ROI com precisão e para determinar o valor constante de limiar ótimo para condições de iluminação específicas antes de prosseguir com a análise de vídeo. Também é recomendado que os processos de calibração e limiar sejam repetidos se um longo período de tempo decorrer desde o último experimento foi executado. Uma limitação deste método é que não é adequado para ensaiar pequenas populações de vermes. No entanto, se os controles apropriados para determinar a influência da presença de alimentos no comportamento sensorial, então, a utilização de alimentos para restringir o local exploratório espacial dos vermes, como no ensaio de retenção, também é possível com esta configuração. Além disso, este método não se destina a estudar a navegação gradiente de estímulo devido à proximidade e pequenas quantidades de controle e gotas de solução experimental usadas. E_content &quot;&gt; No futuro, o software de programação que permite o rastreamento multi-worm e a extração de recursos de sem-fim pode ser integrado neste sistema 19 , 20. Gravando parâmetros de comportamento sutis do comportamento de sem-fim único, como velocidades de reversão e amplitude das curvas do corpo, fornecerão Uma imagem mais detalhada do comportamento quimiossensorial de um vermeiro individual no contexto de um ensaio baseado em população. O ensaio também pode ser modificado para estudar a habituação através de furos aborrecidos através do ROI usando agulhas de seringa com o tamanho adequado do calibre e preenchendo os orifícios com agar em infusão Com o composto experimental ou o tampão de controle. Isso assegurará uma concentração superficial mais consistente do composto durante um período de tempo de gravação mais longo, conforme necessário durante os estudos de habitação. Outra aplicação potencial deste método é realizar estudos comparativos de comportamento em diferentes espécies de nematóides. Além disso, a câmara de comportamentoPode ser modificado de várias formas para estudar as respostas comportamentais aos estímulos multimodais. Para aplicações optogenéticas, matrizes LED de alta intensidade podem ser anexadas ao lado da montagem da câmera para ativar seletivamente neurônios de interesse durante o ensaio. Elementos de aquecimento, sistemas de refrigeração e sensores de temperatura também podem ser adicionados à configuração para estudar os efeitos da temperatura nos comportamentos sensoriais. Além disso, sistemas de entrega de odor podem ser instalados dentro da câmara para investigar interações entre modalidades odontológicas e chemosensoriais.

Foraging animals deve integrar entradas de múltiplas modalidades sensoriais e selecionar estratégias comportamentais apropriadas para navegar com sucesso em seu ambiente. Compreender como as entradas sensoriais externas são recebidas e transduzidas em informações neurais para orientar a seleção de ações é um objetivo central no campo da neurobiologia. O nematóide geneticamente tratável, C. elegans , é um organismo modelo atraente no qual estudar os mecanismos neurais subjacentes à biologia sensorial e à integração multimodal. Embora C. elegans tenha apenas 302 neurônios, pode detectar e discriminar entre uma ampla variedade de estímulos ambientais, incluindo compostos solúveis, odorantes voláteis e temperatura ambiente 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . oO nematóide C. elegans depende fortemente de seu aparelho quimiosensorial para localizar fontes alimentares e se alertar para ameaças potenciais. Assim, os ensaios comportamentais projetados para rastrear as respostas de C. elegans de tipo selvagem e mutante para estímulos químicos desempenham um papel crucial na dissecação dos mecanismos genéticos, celulares e neurais subjacentes às capacidades sensoriais notáveis ​​de C. elegans . Para ensaiar a resposta a compostos solúveis, três tipos de ensaios foram descritos - o teste de queda, o teste de quimiotaxia e o ensaio de retenção. No teste de queda, uma pequena gota do composto é colocada na cauda de um sem-fim móvel e a decisão do vermeiro de reverter ou avançar uma vez que o líquido atinge o aparelho sensitivo anterior é marcada 4 . O teste de queda requer pouca preparação experimental e é útil quando o tamanho da amostra de vermes é pequeno, como no caso de vermes operados a laser. No entanto, como apenas um wormPode ser ensaiado de cada vez e o experimentador deve estar presente ao longo da duração do ensaio, o teste de queda pode levar muito tempo. O teste de queda também é vulnerável às variações na entrega de queda entre cada verme dentro de uma amostra, o que pode influenciar os resultados globais do ensaio. Outra limitação do teste de queda é que ele só pode ser usado para testar a resposta do verme a compostos aversivos, pois não é possível discriminar entre um efeito atraente ou neutro do composto do movimento para a frente do sem-fim. O teste de quimiotaxia para compostos solúveis geralmente envolve dividir uma placa de ágar em quatro quadrantes, com a solução experimental misturada no agar de dois quadrantes opostos e a solução de controle misturada nos outros dois quadrantes 8 , 9 . No início do ensaio, uma gota de tampão contendo vermes é colocada no centro da placa e o número de vermes em<html> Cada quadrante é marcado em diferentes pontos de tempo. O teste de quimiotaxia fornece maior poder estatístico em comparação com o teste de queda, pois um grande número de vermes são testados em cada ensaio. No entanto, uma limitação deste método é que a preparação das placas de ensaio de quimiotaxia requer grandes quantidades do composto experimental. Isso tornará difícil a realização de telas de comportamento em larga escala se um processo de purificação complicado com rendimentos limitados for necessário para obter o composto de interesse, como no caso das moléculas de sinalização de ascarósido 10 . Além disso, a contagem manual de worms ao longo do ensaio é susceptível a erros e a perturbação das placas durante o processo de contagem pode afetar os resultados. Ao contrário dos dois métodos acima mencionados, o ensaio de retenção utiliza visão de máquina, o que minimiza o erro durante o processo de pontuação e reduz a interferência do experimentador durante o ensaio<html> &gt; 11. A análise computadorizada de gravações de vídeo do comportamento de vermes também pode potencialmente revelar dinâmicas comportamentais mais sutis que serão perdidas quando a pontuação só é realizada em alguns pontos de tempo discretos. No ensaio de retenção, duas manchas de soluções são adicionadas nos lados opostos de um pequeno parto alimentar bacteriano circular, seguido da colocação de um pequeno número de vermes no meio do remendo alimentar. O comportamento dos vermes é, então, gravado em vídeo, analisado, e um valor de índice de preferência é calculado com base no número total de pixels de sem-fim em cada região de solução. Embora a presença de um parto de comida atraente permita que pequenas populações de vermes sejam usadas em cada ensaio, os alimentos já demonstraram sensibilizar comportamentos de evitação para repelentes solúveis 12 . Além disso, os vermes exibem uma resposta fotofóbica a luz de curto comprimento de onda e o uso de fontes de luz de microscópio que emitem luz branca na configuração de gravação de comportamento pode afetar o comportamentoS = &quot;xref&quot;&gt; 13. O objetivo do método discutido neste artigo é registrar e analisar a preferência de C. elegans por compostos solúveis usando um ensaio baseado em população. Para este fim, o método atual integra e melhora aspectos de todos os três métodos discutidos anteriormente. Permite que grandes populações de vermes sejam testadas e requerem pequenas quantidades de solução experimental a serem utilizadas em cada ensaio. Além disso, o ensaio é conduzido dentro de uma câmara de comportamento fechada customizada com retroiluminação de LED infravermelho para minimizar os efeitos da luz de curto comprimento de onda no comportamento. Cada câmara também pode ser equipada com múltiplas câmeras de microscópio, o que aumenta a produção experimental sem comprometer o espaço do banco. Finalmente, o software de análise de vídeo produz o valor do índice de preferência para cada vídeo, bem como um gráfico de ocupação de vermes que acompanha para visualizar a dinâmica do comportamento da população ao longo do tempo. A configuração da câmara e umO protocolo Ssay pode ser modificado para estudar as respostas do comportamento multimodal, como o efeito de odorantes ou a temperatura nos comportamentos quimiossensivos. Este artigo descreve a construção da câmara de comportamento e do protocolo de ensaio. Também demonstra a utilidade deste método ao ensaiar a resposta de vermes de tipo selvagem e mutantes defeituosos quimiossensíveis para o repelente solúvel conhecido, íons de cobre 4 . Finalmente, o processo de análise de vídeo usando o software fornecido é detalhado.

<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

O nematóide, o sistema nervoso compacto de Caenorhabditis elegans de apenas 302 neurônios, está subjacente a um variado repertório de comportamentos. Para facilitar a dissecação dos circuitos neurais subjacentes a esses comportamentos, é necessário o desenvolvimento de ensaios comportamentais robustos e reprodutíveis. Estudos comportamentais anteriores de C. elegans usaram variações de um &quot;teste de queda&quot;, um &quot;teste de quimiotaxis&quot; e um &quot;ensaio de retenção&quot; para investigar a resposta de C. elegans a compostos solúveis. O método descrito neste artigo procura combinar os pontos fortes complementares dos três ensaios acima mencionados. Resumidamente, um pequeno círculo no meio de cada placa de ensaio é dividido em quatro quadrantes com controle e soluções experimentais colocadas alternadamente. Após a adição dos vermes, as placas de ensaio são carregadas em uma câmara de comportamento onde câmeras de microscópio gravam os encontros de vermes com as regiões tratadas. A análise de vídeo automatizada é então realizadaE um valor de índice de preferência (PI) para cada vídeo é gerado. A aquisição de vídeo e os recursos de análise automatizada deste método minimizam o envolvimento do experimentador e quaisquer erros associados. Além disso, quantidades minúsculas do composto experimental são usadas por ensaio e a configuração de câmara múltipla da câmara de comportamento aumenta o rendimento experimental. Este método é particularmente útil para a realização de telas comportamentais de mutantes genéticos e novos compostos químicos. No entanto, este método não é apropriado para estudar a navegação por gradiente de estímulo devido à proximidade das regiões de controle e solução experimental. Também não deve ser usado quando apenas uma pequena população de vermes está disponível. Embora adequado para ensaiar respostas apenas a compostos solúveis na sua forma atual, este método pode ser facilmente modificado para acomodar interação sensorial multimodal e estudos optogenéticos. Este método também pode ser adaptado para ensaiar as respostas quimiossensíveis de outras espécies de nemátodos. </P&gt;

A Figura 3A mostra os valores do índice de preferência obtidos para diferentes tipos de genotipo e parentes de tratamento. Um valor de índice de preferência de 1 indica forte atração pela solução colocada no ROI experimental, enquanto um valor de índice de preferência de -1 indica forte repulsão. Um índice de preferência de 0,02 foi obtido quando a solução tampão M13 foi colocada tanto no ROI de controle quanto experimental, demonstrando que não há viés espacial em relação ao ROI. Os vermes N2 evitaram fortemente os íons de cobre, resultando em um índice de preferência de -0,67, o que corroborou achados prévios de que os íons de cobre são um forte repelente ( filme suplementar 1 ) 4 . Os mutantes osm-3 , que não possuem formação adequada dos segmentos distal dos cílios sensoriais, mostraram uma redução significativamente diminuída dos iões de cobre (PI = -0,19) 15 . Mutantes ocr-2 , que são de<html> Eficaz em muitas respostas nociceptivas mediadas por ASH, incluindo evasão de cobre, também exibem diminuição significativamente diminuída e até mesmo alguma atração suave para íons de cobre (PI = 0,19) ( filme suplementar 2 ) 16 . A Figura 3B mostra parcelas de ocupação de vermes representativas, que indicam a densidade de vermes no controle em relação aos ROIs ao longo do tempo em cada vídeo. Quanto mais escura a cor da área de traçado, maior o número de pixels de sem-fim no ROI. O gráfico de ocupação para worms N2 tratados com o controle de buffer M13 mostra que o número de worms em ambos os ROIs permanece semelhante ao longo do ensaio. No entanto, o gráfico de ocupação para worms N2 tratados com iões de cobre indica que os vermes evitam forte e consistentemente o ROI experimental ao longo do ensaio. Gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; Figura 1: Representação de foto e representação esquemática do design da câmara de comportamento. ( A ) Vista frontal da configuração da câmara de comportamento (esquerda) e representação esquemática correspondente do quadro da câmara (direita). Folhas de poliéster opacas encerram a câmara em todas as faces, exceto a face inferior, que permite a luz através do painel de luz de fundo infravermelho. Os números 1, 2 e 3 correspondem às camadas de extrusão em (B). ( B ) Esquema da vista superior das camadas de extrusão compreendendo a estrutura da câmara de comportamento. Isso inclui a camada superior (1), a camada de montagem da montagem da câmera intermediária (2) e a camada do estágio inferior (3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.</a> <img alt="Figura 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; Figura 2: Modelos de colocação de solução e alinhamento de placas. ( A ) O modelo de posicionamento de solução possui quatro quadrantes e marcadores de alinhamento de números. A solução de controle é colocada nos quadrantes superior esquerdo e inferior direito enquanto a solução experimental é colocada nos quadrantes superior direito e inferior esquerdo. ( B ) O modelo de alinhamento de placas possui apenas marcadores de alinhamento de números para minimizar a oclusão dos vermes no campo de visão durante a gravação e análise de vídeo. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.</a> <img alt="Figura 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> Figura 3: Dados de exemplo coletados usando este ensaio. ( A ) Valores do Índice de Preferência (PI) para N2 de tipo selvagem e C. elegans mutantes </e<html> m&gt; em resposta ao tampão M13 e CuCl 2 10 mM. Os vermes de N2 não mostraram preferência entre o controle e os ROIs experimentais quando a solução de controle M13 foi colocada em ambos os ROIs, mas evitou fortemente o ROI experimental quando os íons de cobre foram colocados nele (PI = 0,02 e -0,67, respectivamente). Os mutantes osm-3 (p802) e os mutantes ocr-2 (ak47) mostraram diminuição significativa dos íons de cobre em comparação com N2 (PI = -0,1 e 0,2, respectivamente). N = 6 ensaios para cada emparelhamento de genótipo-tratamento,&gt; 360 worms por ensaio, as barras de erro indicam ± 1 SEM, *** p &lt;0,001, ANOVA unidirecional seguido do teste post-hoc de Tukey Honestly Significant Difference (HSD). ( B ) Parcelas representativas de ocupação de vermes para N2 worms com tampão M13 em ambos os ROIs (topo) e N2 worms com tampão M13 no ROI de controle e íons de cobre no ROI experimental (parte inferior). A escala de cores abaixo de cada gráfico de ocupação representa o número de pixels sem-fim.Pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Filme suplementar 1: Resposta comportamental de vermes N2 a 10 mM de cloreto de cobre. As pernas são atraídas para os quadrantes de controle com tampão M13 (superior esquerdo e inferior direito), mas evitam fortemente os quadrantes contendo íons de cobre dissolvidos em tampão M13 (superior direito e inferior esquerdo). O vídeo foi gravado em 1 quadro por segundo e acelerou 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">Clique aqui para baixar este arquivo.</a> Filme suplementar 2: Resposta comportamental de ocr-2 (ak47) Worms to 10 mM Copper Chloride. Worms percorre uma extensão aproximadamente igual em ambos os quadrantes de controle com tampão M13 (superior esquerdo e inferior direito) e o quadranteS contendo iões de cobre dissolvidos em tampão M13 (superior direito e inferior esquerdo) ao longo da duração da gravação. Os mutantes apresentam uma ligeira preferência pelos quadrantes que contêm iões de cobre no início da gravação. O vídeo foi gravado em 1 quadro por segundo e acelerou 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">Clique aqui para baixar este arquivo.</a> Arquivo suplementar: modelos de colocação de solução e alinhamento de placas. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>

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Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

Apresentamos uma configuração e protocolo de gravação de comportamento que permitem análise automatizada do nematóide, preferência de Caenorhabditis elegans por compostos solúveis em um ensaio populacional. Este artigo descreve a construção de uma câmara de comportamento, o protocolo de ensaio comportamental e o uso de software de análise de vídeo.

Análise automatizada de um ensaio de preferência quimiossensorial baseado na população de um 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

Research

JoVE Journal

Behavior

7.4K visualizações.  California Institute of Technology.  Apresentamos uma configuração e protocolo de gravação de comportamento que permitem análise automatizada do nematóide, preferência de Caenorhabditis elegans por compostos solúveis em um ensaio populacional. Este artigo descreve a construção de uma câmara de comportamento, o protocolo de ensaio comportamental e o uso de software de análise de vídeo. 

Vídeo: 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.

Preferência de Gordura: Um Modelo Novel de comportamento alimentar em ratos

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 ...

Comportamento

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.

Ensaiar comportamentos alimentares predadores em<em&gt; Pristionchus</em&gt; E outros nematóides

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

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 Aprender Butanona Positivo, de curto prazo e de longo prazo Ensaios Memória Associativa

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

Neurociência

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.

Um ensaio de alta produtividade para a predição da toxicidade química por Automated Caracterização fenotípica 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>Extração e quantificação de respostas voláteis de feromônios sexuais em 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 em destaque: examinando a influência volátil do feromônio sexual no comportamento masculino 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.

Extração de feromônios sexuais voláteis e ensaio de quimioatração em 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.

UMA<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Ensaio de Aversão ao Cobre Baseado em Status 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.

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

Biologia

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 um sistema modelo para descobrir compostos bioativos contra neurotoxicidade mediada por poliglutamina

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

Análise automatizada de um ensaio de preferência quimiossensorial baseado na população de um nematodo

Resumo

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Preferência de Gordura: Um Modelo Novel de comportamento alimentar em ratos

Ensaiar comportamentos alimentares predadores em

C. elegans Aprender Butanona Positivo, de curto prazo e de longo prazo Ensaios Memória Associativa

Um ensaio de alta produtividade para a predição da toxicidade química por Automated Caracterização fenotípica de Caenorhabditis elegans

Extração de feromônios sexuais voláteis e ensaio de quimioatração em Caenorhabditis elegans

Extração de feromônios sexuais voláteis e ensaio de quimioatração em Caenorhabditis elegans

Extração de feromônios sexuais voláteis e ensaio de quimioatração em Caenorhabditis elegans

UMA

C. elegans Chemotaxis Assay

Caenorhabditis elegans como um sistema modelo para descobrir compostos bioativos contra neurotoxicidade mediada por poliglutamina