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
Description: Watch this Scientific Journal Video about C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays at JoVE.com

אנו מודים וו ריו עצה הדמיה הראשונית שלנו הגדרת, צ&#39;גיתאי על ההצעה להשתמש ImageJ 13 לספור תולעים ג&#39;אשרף לעזרה עם Google SketchUp. CTM הוא חוקר Pew במדעי ביו, חוקר מק &#39;נייט, וכן חוקר קק.

<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>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

ג למידה אסוציאטיבית elegans הריח מבחני זיכרון המוצגים כאן להבחין בין תהליכים של למידה מרוכזת, למידה במרווחים, הזיכרון לטווח קצר, לטווח ארוך וזיכרון. מבחני אלה מסתמכים על היכולות של תולעים לחוש ריחות מזון כימיים 1,2 סביבתם וליצור אסוציאציות חיוביות בין השניים. 6 לפיכך, מבחני רגישים מאוד רעב באוכלוסייה המוצא של בעלי חיים, טיפול גדול חייב לנקוט על מנת להבטיח כי תולעים ניזונים היטב לפני ואחרי אימון. הכשרה מרוכזת יחיד התשואות לטווח קצר זיכרון אסוציאטיבי. מספר גדל של תקופות מיזוג פרדיגמה אימון במרווחים הוא קריטי להשגת לטווח ארוך זיכרון אסוציאטיבי ב C. elegans כפי שהוא אורגניזמים אחרים. assay 6,8 אולי זו יכולה להיות שונה כדי לייצר זיכרונות ארוכי טווח של אסוציאציות בין גירויים מותנים מותנה שונים. למידה אסוציאטיבית שלנו מבחני זיכרון ניתן להשתמש כדי להשוות את יכולות הלמידה והזיכרון של סוג בעלי חיים בטבע מוטציה גנטית או הזדקנות. לדוגמה, בעוד הן למידה אסוציאטיביים זיכרון לטווח ארוך ויכולות אסוציאטיבי ירידה הזדקנות wild-type תולעים, למידה נשמרת זמן רב יותר עם ​​הגיל אצל בעלי חיים עם איתות אינסולין מופחת, וגם למידה וזיכרון נשמרת זמן רב יותר עם ​​הגיל אצל בעלי חיים מוגבל calorically 6. מבחני אלה גם מקובל RNAi טיפול תרופתי או מניפולציה של C. elegans. לדוגמה, טיפול של תולעים עם daf-2 RNAi משפר קצרי וארוכי טווח זיכרון אסוציאטיבי, לעומת זאת, חסימה של שעתוק הגנים ואת סינתזת החלבון עם תרופות (actinomycin D ו cycloheximide, בהתאמה) במהלך אימון במרווחים משבש לטווח ארוך היווצרות הזיכרון. 6 זיכרון לטווח ארוך הוא תהליך חיוני להישרדות כל בעלי החיים, ונראה כי הרבה של המנגנון המולקולרי המעורב לזכר אגודה הפאבלובית נשמרת מפני תולעים ליונקים. 6 היכולת להבחין ולבדוק למידה אסוציאטיבי, קצר טווח זיכרון לטווח ארוך באמצעות אלה מבחני הריח גורם C. elegans מערכת מעולה למחקר נוסף של זיכרון, עשויה לספק תובנות לגבי תהליכים ניווניות כי להוביל לאובדן של למידה וזיכרון אצל בני אדם.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<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

הזיכרון של חוויות ומידע נודע הוא קריטי עבור אורגניזמים לקבל החלטות כי הסיוע ההישרדות שלהם. ג elegans מנווט את סביבתו באמצעות זיהוי נוירון ספציפי של ריחות מזון כימיים 1, 2, והוא יכול לשייך מדינות התזונתי עם ריחות כימיים 3, 4 הטמפרטורה, ואת pathogenicity של מקור מזון 5. כאן אנו מתארים מבחני של C. elegans למידה וזיכרון אסוציאטיבי אסוציאטיבי קצר לטווח ארוך. אנו לשנות פרדיגמה למידה הריח מרתיעה 6 במקום כדי לייצר תגובה חיובית; assay כרוך רעב ~ 400 תולעים, ואז להאכיל את התולעים בנוכחות של נוירון-AWC חש butanone chemoattractant נדיף בריכוז זה מעורר מדד chemotactic נמוך (בדומה כדי Toroyama et al. 7). אוכלוסיית תקן chemotaxis assay1 בדיקות משיכה של תולעים odorant מיד או דקות עד שעות לאחר מיזוג. לאחר chemotaxis, מיזוג wild-type &quot;חיות לעליות butanone ~ 0.6 אינדקס Chemotaxis יחידות,&quot; מדד ללמידה &quot;שלה. למידה אסוציאטיבית תלויה בנוכחות מזון והן butanone במהלך אימון. מזון שיוך ו butanone לתקופה מיזוג יחיד (&quot;הכשרה מרוכזת&quot;) מייצרת זיכרון לטווח קצר אסוציאטיבי שנמשך ~ 2 שעות. תקופות מיזוג מרובות עם תקופות מנוחה בין (&quot;אימונים במרווחים&quot;) התשואות לטווח ארוך זיכרון אסוציאטיבי (&lt;40 שעות), והוא תלוי את החלבון cAMP Response Element Binding (CREB), 6 גורם שעתוק נדרש זיכרון לטווח ארוך על פני מינים. 8 פרוטוקול שלנו כולל גם ניתוח התמונה שיטות לקביעת מהירה ומדויקת של מדדי chemotaxis. ניגודיות גבוהה תמונות של בעלי חיים על צלחות chemotaxis assay נלכדים ונותחו באמצעות תוכנת תולעת ספירה ב-Matlab. התוכנה מתקנת על רקע אחיד באמצעות שינוי tophat מורפולוגיים. שיטה 9 של Otsu לאחר מכן נעשה שימוש כדי לקבוע סף תולעים נפרד מן הרקע. 10 חלקיקים קטנים מאוד יוסרו באופן אוטומטי גדול תולעת שאינם אזורים (קצוות צלחת או אגרופים אגר) הם הוסר על ידי בחירה ידנית. התוכנה ואז מעריך את הגודל של התולעת יחיד על ידי התעלמות אזורים שהם מעל גודל מרבי המצוין ולקחת את הגודל החציוני של האזורים הנותרים. מספר תולעים נאמד אז על ידי חלוקת סך כל השטח מזוהה שנכבשו על ידי תולעים על ידי גודל מוערך של תולעת אחת. מצאנו כי לימוד קצר זיכרון לטווח ארוך ניתן להבחין, וכי תהליכים אלה לשתף מולקולות מפתח דומה עם יצורים עילאיים. 6,8 מבחני שלנו יכול במהירות מבחן גנים מועמדים רומן או מולקולות המשפיעות על הלמידה קצר או ארוך זיכרון לטווח ב C. elegans שרלוונטיים פני מינים.

Watch this Scientific Journal Video about C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays at JoVE.com

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

כאן אנו מתארים את שיטות הבדיקה C. elegans למידה אסוציאטיבי זיכרון אסוציאטיבי קצר לטווח ארוך. אלה מבחני האוכלוסייה להעסיק את היכולות תולעים chemotax כלפי odorants נדיפים, וליצור אסוציאציות חיוביות על זיווג עם מזון butanone chemoattractant. הגדלת מספר תקופות מיזוג גורם זיכרון לטווח ארוך.

סי אלגנס למידה חיובית Butanone, לטווח קצר, לטווח ארוך מבחני זיכרון אסוציאטיבי

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Assaying של תנועה, למידה, וזיכרון גירעונות תסיסנית מודלים של ניוון מוחיים

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of ...

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

בשנת vivo לייזר Axotomy ב C. elegans

Neurons communicate with other cells via axons and dendrites, slender membrane extensions that contain pre- or post-synaptic specializations. If a neuron ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

הקלטה אופטית של פעילות עצבית suprathreshold עם רזולוצית תא בודד ויחיד ספייק

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

מעקב סי אלגנס ומדידת התנהגות

We have developed instrumentation, image processing, and data analysis techniques to quantify the locomotory behavior of C. elegans as it crawls on the ...

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

למידה אסוציאטיבית הרחה באפטטיבית<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים

In the following we describe the methodological  details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with ...

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

Readout מולקולרי של הסתגלות חוש ריח לטווח הארוך ב<em&gt; ג elegans</em

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps ...

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

Microchambers agarose לסידן הדמיה לטווח ארוך של<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em

Behavior is controlled by the nervous system. Calcium imaging is a straightforward method in the transparent nematode Caenorhabditis elegans to measure ...

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

הערכת למידה וזיכרון המרחבי קטן קַשׂקַשִׂי זוחל

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

תסיסנית חיזור התניה כמדד למידה וזיכרון

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...

Generation and Long-term Maintenance of Nerve-free Hydra

Generation and Long-term Maintenance of Nerve-free Hydra

דור ותחזוקה לטווח ארוך של עצבים ללא<em&gt; הידרה</em

The interstitial cell lineage of Hydra includes multipotent stem cells, and their derivatives: gland cells, nematocytes, germ cells, and nerve cells. The ...