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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Damos las gracias a W. Ryu para el consejo sobre nuestra imagen de la configuración inicial, Z. Gitai por la sugerencia de utilizar ImageJ 13 para contar los gusanos, y J. Ashraf ayuda con Google SketchUp. CTM es un erudito de Pew en las ciencias biomédicas, un erudito de McKnight, y un erudito de 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>

El C. elegans olfativo aprendizaje asociativo y los ensayos de la memoria que aquí se presenta una distinción entre los procesos de aprendizaje masivo, el aprendizaje de espacio, memoria a corto plazo y memoria a largo plazo. Estos ensayos se basan en las capacidades de los gusanos para detectar olores de los alimentos y productos químicos en su entorno y 1,2 para formar asociaciones positivas entre los dos. 6 Por tanto, los ensayos son muy sensibles a la inanición de la población a partir de los animales, y que mucho cuidado tomarse medidas para garantizar que los gusanos están bien alimentados antes y después del entrenamiento. Formación masa única rendimientos a corto plazo la memoria asociativa. El aumento del número de períodos de acondicionamiento y el paradigma de la capacitación espacio es esencial para lograr a largo plazo de la memoria asociativa en C. elegans como lo es en otros organismos. 6,8 Tal vez este ensayo podría ser modificado para producir memoria a largo plazo de las asociaciones entre los diferentes estímulos condicionados e incondicionados. Nuestro aprendizaje asociativo y los ensayos de memorias puede ser utilizado para comparar las capacidades de aprendizaje y la memoria de tipo salvaje de los animales mutantes envejecimiento o la genética. Por ejemplo, mientras que tanto el aprendizaje asociativo y la memoria a largo plazo asociativo disminución habilidades en el envejecimiento de los gusanos de tipo salvaje, el aprendizaje se mantiene por más tiempo con la edad en los animales con la señalización de insulina reducida, y el aprendizaje y la memoria se mantiene por más tiempo con la edad en los animales de restricción calórica. 6 Estos ensayos también son susceptibles de tratamiento RNAi o la manipulación farmacológica de la C. elegans. Por ejemplo, el tratamiento de gusanos con el daf-2 RNAi mejora a corto y largo plazo la memoria asociativa, por el contrario, el bloqueo de la transcripción de genes y la síntesis de proteínas con las drogas (actinomicina D y cicloheximida, respectivamente) durante el entrenamiento espaciados interrumpe a largo plazo la formación de recuerdos. 6 Memoria a largo plazo es un proceso que es crucial para la supervivencia de todos los animales, y parece que gran parte de la maquinaria molecular implicada en la memoria de una asociación pavloviana se conserva desde los gusanos hasta los mamíferos. 6 La capacidad de distinguir y test de aprendizaje asociativo, a corto plazo y la memoria a largo plazo con estos ensayos olfativos C. elegans un excelente sistema para el estudio adicional de la memoria, y puede dar una idea de los procesos neurodegenerativos que conducen a la pérdida de aprendizaje y la memoria en los seres humanos.

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		<div>
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		<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 memoria de experiencias y la información obtenida es fundamental para los organismos a tomar decisiones que contribuyan a su supervivencia. C. elegans navega por el medio ambiente a través de las neuronas específicas de detección de olores de los alimentos y productos químicos 1, 2, y se puede asociar estados nutritivos con 3 olores químicos, la temperatura de 4, y la patogenicidad de una fuente de alimento 5. Aquí se describen los ensayos de C. elegans aprendizaje asociativo y la memoria a corto y largo plazo asociativo. Se modificó un paradigma de aprendizaje aversivo olfativo 6 para producir vez una respuesta positiva, el análisis implica hambre ~ 400 gusanos, dar de comer a los gusanos en la presencia de la neurona AWC sintió butanona quimioatrayente volátiles en una concentración que provoca un índice quimiotáctico baja (similar a Toroyama et al. 7). Un estándar de la población quimiotaxis assay1 pruebas de atracción de los gusanos para el olor inmediatamente o minutos u horas después del acondicionamiento. Después de la quimiotaxis de aire, de tipo salvaje de los animales a los aumentos de butanona ~ 0,6 unidades quimiotaxis índice, su &quot;Índice de Aprendizaje&quot;. Aprendizaje asociativo depende de la presencia de alimentos y butanona durante el entrenamiento. Maridaje y butanona para un período de acondicionamiento individual (&quot;capacitación masiva») produce a corto plazo la memoria asociativa que dura ~ 2 horas. Varios períodos acondicionado con periodos de descanso entre (&quot;espacio de formación&quot;), los rendimientos a largo plazo de la memoria asociativa (&lt;40 horas), y depende de la proteína de cAMP respuesta elemento vinculante (CREB), 6 un factor de transcripción necesarios para la memoria a largo plazo a través de especies 8. El protocolo también incluye los métodos de análisis de imagen para la determinación rápida y precisa de los índices de quimiotaxis. Imágenes de alto contraste de los animales en las placas de ensayo de quimiotaxis son capturadas y analizadas por el software gusano contar en MatLab. El software corrige de fondo desigual mediante una transformación tophat morfológicas. Método 9 Otsu se utiliza para determinar un umbral para los gusanos separado del fondo. 10 partículas muy pequeñas se eliminan de forma automática y más no gusano regiones (bordes de las placas o golpes agar) se eliminado por la selección manual. Entonces, el programa calcula el tamaño del gusano solo haciendo caso omiso de las regiones que están por encima de un tamaño máximo especificado y tomando la mediana del tamaño de las demás regiones. El número de gusanos entonces se calcula dividiendo el área total ocupada por identificó como gusanos por el tamaño estimado de un solo gusano. Hemos encontrado que el aprendizaje y la memoria a corto y largo plazo se pueden distinguir, y que estos procesos comparten las mismas moléculas clave con los organismos superiores. 6,8 Nuestros ensayos pueden probar rápidamente nuevos genes candidatos o moléculas que afectan el aprendizaje y la de corto o largo plazo de memoria en C. elegans que son relevantes en todas las especies.

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

A continuación se describen los métodos de ensayo C. elegans aprendizaje asociativo y la memoria a corto y largo plazo asociativo. Estos ensayos se emplean las habilidades de la población de gusanos chemotax hacia olores volátiles, y la forma de asociaciones positivas en maridaje con el butanona chemoattractant. Aumentar el número de períodos acondicionado induce memoria a largo plazo.

C. elegans de aprendizaje positivo butanona, a corto plazo y largo plazo Ensayos de la memoria asociativa

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