Name: c. elegans positive butanone learning, short-term, and long-term associative memory assays
Uploaded: 2011-03-11T12:00:00
Duration: 9 min 58 s
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Nous remercions W. Ryu pour des conseils sur notre imagerie configuration initiale, Z. Gitaï à la suggestion d&#39;utiliser ImageJ 13 pour compter les vers, et J. Achraf pour les aider avec Google SketchUp. CTM est une bourse d&#39;études Pew dans les sciences biomédicales, un chercheur McKnight, et chercheur Keck.

<ol>
	<li>Bargmann, C. I., Hartwieg, E., 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=Odorant-selective+genes+and+neurons+mediate+olfaction+in+C.+elegans.">Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans.</a> Cell. 74, 515-515 (1993).</li><li>Ward, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+by+the+nematode+Caenorhabditis+elegans:+identification+of+attractants+and+analysis+of+the+response+by+use+of+mutants.">Chemotaxis by the nematode Caenorhabditis elegans: identification of attractants and analysis of the response by use of mutants.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 70, 817-817 (1973).</li><li>Bono, M. d. e., Maricq, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+substrates+of+complex+behaviors+in+C.+elegans.">Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans.</a> Annu Rev Neurosci. 28, 451-451 (2005).</li><li>Mori, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+chemotaxis+and+thermotaxis+in+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">Genetics of chemotaxis and thermotaxis in the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Annu Rev Genet. 33, 399-399 (1999).</li><li>Zhang, Y., Lu, H., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenic+bacteria+induce+aversive+olfactory+learning+in+Caenorhabditis+elegans.">Pathogenic bacteria induce aversive olfactory learning in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 438, 179-179 (2005).</li><li>Kauffman, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin+signaling+and+dietary+restriction+differentially+influence+the+decline+of+learning+and+memory+with+age.">Insulin signaling and dietary restriction differentially influence the decline of learning and memory with age.</a> PLoS Biol. 8, e1000372-e1000372 (2010).</li><li>Torayama, I., Ishihara, T., Katsura, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+integrates+the+signals+of+butanone+and+food+to+enhance+chemotaxis+to+butanone.">Caenorhabditis elegans integrates the signals of butanone and food to enhance chemotaxis to butanone.</a> J Neurosci. 27, 741-741 (2007).</li><li>Silva, A. J., Kogan, J. H., Frankland, P. W., Kida, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CREB+and+memory.">CREB and memory.</a> Annu Rev Neurosci. 21, 127-127 (1998).</li><li>Meyer, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iterative+image+transformations+for+an+automatic+screening+of+cervical+smears.">Iterative image transformations for an automatic screening of cervical smears.</a> J Histochem Cytochem. 27, 128-128 (1979).</li><li>Otsu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Threshold+Selection+Method+from+Gray-Level+Histograms.">A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms.</a> IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 9, 62-62 (1979).</li><li>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+genetics+of+Caenorhabditis+elegans.">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77, 71-71 (1974).</li><li>Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dimensionality+and+dynamics+in+the+behavior+of+C.+elegans.">Dimensionality and dynamics in the behavior of C. elegans.</a> PLoS Comput Biol. 4, e1000028-e1000028 (2008).</li><li>Abramoff, M. a. g. e. l. h. a. e. s., Ram, P. J., J, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Processing+with+ImageJ.">Image Processing with ImageJ.</a> Biophotonics International. 11, 36-36 (2004).</li></ol>

Le C. elegans apprentissage olfactif associatif et des dosages de mémoire présenté ici de distinguer entre les processus de l&#39;apprentissage massé, l&#39;apprentissage espacées, mémoire à court terme, et mémoire à long terme. Ces tests s&#39;appuient sur ​​les capacités des vers au sens des odeurs alimentaires et chimiques dans leur environnement et 1,2 pour former des associations positives entre les deux. 6 Par conséquent, les dosages sont très sensibles à la famine dans la population de départ des animaux, et un grand soin doit être prises pour s&#39;assurer que les vers sont bien nourris, avant et après la formation. Simple formation massés rendements à court terme la mémoire associative. L&#39;augmentation du nombre de périodes de conditionnement et le paradigme de formation espacées est essentiel pour parvenir à long terme la mémoire associative en C. elegans comme il est dans d&#39;autres organismes. Peut-être 6,8 ce test pourrait être modifié pour produire souvenirs à long terme des associations entre les différents stimuli conditionnés ou non conditionnés. Notre apprentissage associatif et les tests de mémoire peuvent être utilisées pour comparer les capacités d&#39;apprentissage et de mémoire de type sauvage au vieillissement ou génétique des animaux mutants. Par exemple, alors que les deux apprentissage associatif et à long terme la mémoire associative diminution des capacités dans le vieillissement vers de type sauvage, l&#39;apprentissage est maintenu plus longtemps avec l&#39;âge chez les animaux avec signalisation de l&#39;insuline réduite, et de l&#39;apprentissage et la mémoire est maintenue plus longtemps avec l&#39;âge chez les animaux calorique restreints 6. Ces tests sont également prête à l&#39;ARNi traitement ou la manipulation pharmacologique de C. elegans. Par exemple, le traitement des vers avec daf-2 améliore l&#39;ARNi à court et à long terme la mémoire associative, à l&#39;inverse, le blocage de la transcription génique et la synthèse des protéines avec des médicaments (actinomycine D et la cycloheximide, respectivement) pendant l&#39;entraînement espacés perturbe la formation de la mémoire à long terme. 6 Mémoire à long terme est un processus qui est crucial pour la survie de tous les animaux, et il semble que la plupart des machines moléculaires impliqués dans la mémoire d&#39;une association pavlovien est conservée par les vers pour les mammifères. 6 La capacité de distinguer et de tester l&#39;apprentissage associatif, court terme et mémoire à long terme l&#39;utilisation de ces tests olfactifs fait C. elegans un excellent système pour l&#39;étude plus approfondie de la mémoire, et peut donner un aperçu des processus neurodégénératifs qui conduisent à la perte de l&#39;apprentissage et la mémoire chez les humains.

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Sodium Azide</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>S227</td>
<td>Prepare 1 M concentration in distilled water</td>
</tr>
<tr>
<td>Ethyl Alcohol 190 Proof</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pharmco-Aaper</td>
<td>DSP-CT-18</td>
<td>&gt;95% Ethanol may have impurities that interfere with chemotaxis assays</td>
</tr>
<tr>
<td>2-Butanone 99+%</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Acros</td>
<td>14967-0010</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Basler IEEE-1394/FireWire Area Scan CMOS Camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT56-683</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>InfiniMite Video Lens &#x2013; Alpha Industrial</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT56-202</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Dolan-Jenner MI-150 Fiber Optic Illuminator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT55-718</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>8&#x201D; x 8&#x201D; Backlight</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Schott Fostec</td>
<td>A08927</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Standard Boom Stand</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT54-120</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>3/4&#x201D; Post Adaptor for Boom Stands</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT54-124</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Standard Fixed 1/4-20 Mounting Plate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Optics</td>
<td>NT54-122</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

c. elegans positive butanone learning, short-term, and long-term associative memory assays

La mémoire des expériences et des informations apprises est essentiel pour les organismes de faire des choix que l&#39;aide à leur survie. C. elegans navigue son environnement grâce à des neurones spécifiques de détection des odeurs de nourriture et de produits chimiques 1, 2, et peut associer des États nutritive avec 3 odeurs chimiques, température de 4, et la pathogénicité d&#39;une source de 5 nourriture. Ici, nous décrivons des dosages de C. elegans apprentissage associatif et à court et à long terme la mémoire associative. Nous avons modifié un paradigme d&#39;apprentissage aversif olfactive au lieu de 6 à produire une réponse positive, l&#39;épreuve consiste à affamer les vers ~ 400, puis nourrir les vers à la présence de l&#39;AWC neurone-butanone senti chimioattractive volatiles à une concentration qui provoque un index chimiotactique faible (similaires d&#39;Toroyama et al. 7). Une population standard chimiotactisme assay1 essais attrait des vers à l&#39;odorant immédiatement ou minutes à quelques heures après le conditionnement. Après chimiotactisme conditionné, animaux de type sauvage »aux augmentations de butanone ~ 0,6 unités Indice chimiotactisme, son« indice de l&#39;apprentissage &quot;. L&#39;apprentissage associatif est dépendante de la présence de la nourriture et le butanone pendant la formation. Accord mets et de butanone pour une période de conditionnement unique («formation massés&quot;) produit à court terme la mémoire associative, qui dure environ 2 heures. Périodes de conditionnement multiples avec des périodes de repos entre («formation espacées») des rendements à long terme la mémoire associative (&lt;40 heures), et est dépendante de la protéine AMPc Element Binding Réponse (CREB), 6 un facteur de transcription requis pour mémoire à long terme à travers espèces 8. Notre protocole comprend également des méthodes d&#39;analyse d&#39;image pour la détermination rapide et précise des indices de chimiotactisme. Haut contraste des images d&#39;animaux sur les plaques de dosage chimiotactisme sont capturés et analysés par un logiciel de comptage dans le ver MatLab. Le logiciel corrige pour le fond inégale en utilisant une transformation tophat morphologiques. Méthode 9 Otsu est ensuite utilisé pour déterminer un seuil pour les vers séparer de l&#39;arrière-plan. 10 très petites particules sont supprimés automatiquement et les grands non-ver régions (bords de la plaque ou de poinçons agar) sont enlevé par sélection manuelle. Le logiciel évalue alors la taille du seul ver, en ignorant les régions qui sont au-dessus d&#39;une taille maximale spécifiée et en prenant la taille médiane des autres régions. Le nombre de vers est alors estimée en divisant la superficie totale occupée par identifiés comme des vers par la taille estimée d&#39;un seul ver. Nous avons constaté que l&#39;apprentissage et à court terme et mémoire à long terme peuvent être distingués, et que ces processus partagent les mêmes molécules clés avec les organismes supérieurs. 6,8 Nos tests peuvent tester rapidement nouveaux gènes candidats ou des molécules qui affectent l&#39;apprentissage et à court ou à long terme de mémoire en C. elegans qui sont pertinents à travers les espèces.

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

Nous décrivons ici les méthodes d&#39;essais de C. elegans apprentissage associatif et à court et à long terme la mémoire associative. Ces dosages de la population utilisent les capacités des vers à chemotax vers odorants volatils, et de former des associations positives sur les accords mets butanone chimiotactique. Augmenter le nombre de périodes de conditionnement induit mémoire à long terme.

C. elegans à l&#39;apprentissage butanone, à court terme et à long terme Tests mémoire associative

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

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