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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Ringraziamo W. Ryu per consigli sulla nostra immagine iniziale di set-up, Z. Gitai per il suggerimento di utilizzare ImageJ 13 a contare i vermi, e J. Ashraf per un aiuto con Google SketchUp. CTM è uno studioso Pew in Scienze Biomediche, studioso McKnight, e un Scholar 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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Il C. elegans olfattivo apprendimento associativo e test di memoria presentata qui distinguere tra i processi di apprendimento ammassati, distanziati di apprendimento, memoria a breve termine e memoria a lungo termine. Questi test si basano sulle capacità del worm &#39;di percepire gli odori alimentari e chimiche nel loro ambiente e 1,2 per formare associazioni positive tra le due. 6 Perciò, i test sono molto sensibili alla fame la popolazione di partenza degli animali, e grande attenzione deve da adottare per garantire che i vermi sono ben nutriti, prima e dopo l&#39;allenamento. Singola formazione ammassati i rendimenti a breve termine memoria associativa. L&#39;aumento del numero di periodi di condizionamento e paradigma di formazione distanziati è fondamentale per il raggiungimento a lungo termine memoria associativa in C. elegans come in altri organismi. 6,8 Forse questo test potrebbe essere modificato per produrre memoria a lungo termine di associazioni tra diversi stimoli condizionati e incondizionati. Il nostro apprendimento associativo e test di memoria può essere utilizzata per confrontare le capacità di apprendimento e la memoria di tipo selvatico di animali mutanti invecchiamento o genetiche. Per esempio, mentre sia l&#39;apprendimento associativo e di lungo periodo associativo declino della memoria abilità nel processo di invecchiamento wild-type worm, l&#39;apprendimento è mantenuto più a lungo con l&#39;età negli animali con segnalazione dell&#39;insulina ridotta, e l&#39;apprendimento e la memoria è mantenuta più a lungo con l&#39;età negli animali restrizione calorica 6. Questi test sono anche suscettibili di RNAi trattamento o la manipolazione farmacologica di C. elegans. Per esempio, il trattamento di vermi con daf-2 RNAi migliora a breve e lungo termine della memoria associativa, per converso, il blocco della trascrizione genica e sintesi proteica con farmaci (actinomicina D e cicloeximide, rispettivamente) durante l&#39;allenamento distanziati interrompe a lungo termine formazione della memoria. 6 Memoria a lungo termine è un processo che è cruciale per la sopravvivenza in tutti gli animali, e sembra che gran parte delle macchine molecolari coinvolti nella memoria di una associazione pavloviana è conservata da vermi ai mammiferi. 6 La capacità di distinguere e test di apprendimento associativo, breve termine e memoria a lungo termine con questi test olfattivi rende C. elegans un eccellente sistema per lo studio ulteriore della memoria, e può fornire una conoscenza dei processi neurodegenerativi che portano alla perdita di apprendimento e memoria negli esseri umani.

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		<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

Il ricordo di esperienze e di informazioni apprese è fondamentale per gli organismi di fare delle scelte che gli aiuti la loro sopravvivenza. C. elegans naviga il suo ambiente attraverso neurone-specifica rilevazione degli odori alimentari e chimiche 1, 2, e può associare gli stati nutritivo con odori chimici 3, temperatura 4, e la patogenicità di una fonte di cibo 5. Qui, descriviamo saggi di C. elegans apprendimento associativo e di breve e lungo termine della memoria associativa. Abbiamo modificato un paradigma avversiva olfattivo di apprendimento 6 a produrre invece una risposta positiva, il test coinvolge affamati ~ 400 vermi, poi alimentare i vermi, alla presenza del neurone-AWC percepito butanone volatili chemoattractant ad una concentrazione che provoca un basso indice chemiotattico (simile a Toroyama et al. 7). Una popolazione standard chemiotassi assay1 test di attrazione dei worm &#39;al odorizzante immediatamente o minuti a ore dopo il condizionamento. Dopo chemiotassi condizionata, wild-type animali &#39;ad aumenti butanone ~ 0,6 chemiotassi unità di indice, il suo &quot;Indice di apprendimento&quot;. Apprendimento associativo dipende dalla presenza di cibo e butanone durante l&#39;allenamento. Abbinamento cibo e butanone per un periodo di condizionamento singolo (&quot;formazione ammassati&quot;) produce memoria a breve termine associativa che dura circa 2 ore. Periodi di condizionamento multipli con periodi di riposo tra (&quot;formazione distanziati&quot;) rendimenti a lungo termine della memoria associativa (&lt;40 ore), e dipende dalla proteina cAMP Response Element Binding (CREB), 6 un fattore di trascrizione necessari per la memoria a lungo termine attraverso specie 8. Il nostro protocollo comprende anche i metodi di analisi delle immagini per la determinazione rapida e precisa degli indici chemiotassi. Immagini ad alto contrasto di animali su piastre saggio chemiotassi vengono catturati e analizzati dal software verme conteggio in MatLab. Il software corregge per lo sfondo non uniforme utilizzando una trasformazione morfologica tophat. Metodo 9 Otsu viene quindi utilizzato per determinare una soglia di vermi separati dallo sfondo. 10 particelle molto piccole vengono rimosse automaticamente e più grandi non-vite senza fine regioni (bordi piastra o pugni agar) sono rimosso dalla selezione manuale. Il software stime allora la dimensione del singolo verme, ignorando le regioni che si trovano sopra una dimensione massima specificata e prendendo la dimensione media delle restanti regioni. Il numero di worm è poi determinato dividendo l&#39;area totale occupata dal identificata come vermi dalle dimensioni stimato di un singolo verme. Abbiamo scoperto che l&#39;apprendimento e la breve e memoria a lungo termine possono essere distinti, e che questi processi condividono simili molecole chiave con organismi superiori. 6,8 nostro test può rapidamente testare geni candidati romanzo o molecole che influenzano l&#39;apprendimento e la breve oa lungo termine di memoria in C. elegans che sono rilevanti tra le specie.

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

Qui si descrivono i metodi per testare C. elegans apprendimento associativo e di breve e lungo termine della memoria associativa. Questi test popolazione impiegare le capacità worm per chemiotassi verso odoranti volatili, e la forma associazioni positive su di abbinamento cibo con il butanone chemoattractant. Aumentare il numero di periodi di condizionamento induce memoria a lungo termine.

C. elegans Learning Positivo Butanone, a breve termine e lungo termine saggi di memoria associativa

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