Name: obtaining specimens with slowed, accelerated and reversed aging in the honey bee model
Uploaded: 2013-08-29T16:10:00
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Agradecemos Osman Kaftanoglu para o conselho útil e assistência durante as filmagens. Gostaríamos de agradecer aos revisores anônimos pelos comentários perspicazes. Este trabalho foi financiado pelo Conselho de Pesquisa da Noruega (concede 180504, 191699, 213976 e), Marie Curie/FP7 (ref projeto. 238665), o Instituto Nacional do Envelhecimento (NIA concessão P01 AG22500) e Pew Charitable Trusts.

1. A dissociação Senescence de idade cronológica Esta seção descreve a instalação de colônias de coorte duplas, que consistem em um grupo de indivíduos identificados que compartilham a mesma idade cronológica (&quot;faixa etária single&quot;) e um grupo de abelhas ninho. Indivíduos com Mesmas do único grupo etário acabará por separar-se em diferentes tipos de trabalho com diferentes dinâmicas de envelhecimento - estas são as abelhas enfermeira com abelhas diminuiu e forrageira...

<ol>
	<li>Munch, D., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+curious+case+of+aging+plasticity+in+honey+bees.">The curious case of aging plasticity in honey bees.</a> FEBS Lett. 584, 2496-2503 (2010).</li><li>Buffenstein, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Negligible+senescence+in+the+longest+living+rodent,+the+naked+mole-rat:+insights+from+a+successfully+aging+species.">Negligible senescence in the longest living rodent, the naked mole-rat: insights from a successfully aging species.</a> J Comp Physiol B. 178, 439-445 (2008).</li><li>Parker, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+are+social+insects+telling+us+about+aging?.">What are social insects telling us about aging?.</a> Myrmecological News. 13, 103-110 (2010).</li><li>Seeley, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Wisdom of the Hive. , (1995).</li><li>Amdam, G. V., Omholt, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+regulatory+anatomy+of+honeybee+lifespan.">The regulatory anatomy of honeybee lifespan.</a> J Theor Biol. 216, 209-228 (2002).</li><li>Amdam, G. V., Norberg, K., Hagen, A., Omholt, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+exploitation+of+vitellogenin.">Social exploitation of vitellogenin.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 1799-1802 (2003).</li><li>Guidugli, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vitellogenin+regulates+hormonal+dynamics+in+the+worker+caste+of+a+eusocial+insect.">Vitellogenin regulates hormonal dynamics in the worker caste of a eusocial insect.</a> FEBS Lett. 579, 4961-4965 (2005).</li><li>Amdam, G. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+reversal+of+immunosenescence+in+honey+bee+workers.">Social reversal of immunosenescence in honey bee workers.</a> Exp Gerontol. 40, 939-947 (2005).</li><li>Seehuus, S. C., Norberg, K., Gimsa, U., Krekling, T., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproductive+protein+protects+functionally+sterile+honey+bee+workers+from+oxidative+stress.">Reproductive protein protects functionally sterile honey bee workers from oxidative stress.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 103, 962-967 (2006).</li><li>Scheiner, R., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+tactile+learning+is+related+to+social+role+in+honeybees.">Impaired tactile learning is related to social role in honeybees.</a> J Exp Biol. 212, 994-1002 (2009).</li><li>Behrends, A., Scheiner, R., Baker, N., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognitive+aging+is+linked+to+social+role+in+honey+bees+(Apis+mellifera.">Cognitive aging is linked to social role in honey bees (Apis mellifera.</a> Exp Gerontol. 42, 1146-1153 (2007).</li><li>M&#252;nch, D., Baker, N., Kreibich, C. D., Braten, A. T., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+the+laboratory+and+during+free-flight:+old+honey+bees+reveal+learning+and+extinction+deficits+that+mirror+mammalian+functional+decline.">In the laboratory and during free-flight: old honey bees reveal learning and extinction deficits that mirror mammalian functional decline.</a> PLoS One. 5, e13504 (2010).</li><li>Vance, J. T., Williams, J. B., Elekonich, M. M., Roberts, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+age+and+behavioral+development+on+honey+bee+(Apis+mellifera)+flight+performance.">The effects of age and behavioral development on honey bee (Apis mellifera) flight performance.</a> J Exp Biol. 212, 2604-2611 (2009).</li><li>Dukas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mortality+rates+of+honey+bees+in+the+wild.">Mortality rates of honey bees in the wild.</a> Insect Soc. 55, (2008).</li><li>Behrends, A., Scheiner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+at+old+age:+a+study+on+winter+bees.">Learning at old age: a study on winter bees.</a> Front Behav Neurosci. 4, 15 (2010).</li><li>Huang, Z. -. Y., Robinson, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honeybee+colony+integration:+Worker-worker+interactions+mediate+hormonally+regulated+plasticity+in+division+of+labor.">Honeybee colony integration: Worker-worker interactions mediate hormonally regulated plasticity in division of labor.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 89, 11726-11729 (1992).</li><li>Huang, Z. Y., Robinson, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+honey+bee+division+of+labor+by+colony+age+demography.">Regulation of honey bee division of labor by colony age demography.</a> Behavioral Ecology and Sociobiology. 39, 147-158 (1996).</li><li>Double, K. 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V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+learning+deficits+can+be+reversible+in+honeybees+Apis+mellifera.">Age-related learning deficits can be reversible in honeybees Apis mellifera.</a> Exp Gerontol. 47, 764-772 (2012).</li><li>Capaldi, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ontogeny+of+orientation+flight+in+the+honeybee+revealed+by+harmonic+radar.">Ontogeny of orientation flight in the honeybee revealed by harmonic radar.</a> Nature. 403, 537-540 (2000).</li><li>Marco Antonio, D. S., Guidugli-Lazzarini, K. R., do Nascimento, A. M., Simoes, Z. L., Hartfelder, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNAi-mediated+silencing+of+vitellogenin+gene+function+turns+honeybee+(Apis+mellifera)+workers+into+extremely+precocious+foragers.">RNAi-mediated silencing of vitellogenin gene function turns honeybee (Apis mellifera) workers into extremely precocious foragers.</a> Naturwissenschaften. 95, 953-961 (2008).</li><li>Whitfield, C. W., Cziko, A. -. M., Robinson, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+expression+profiles+in+the+brain+predict+behavior+in+individual+honey+bees.">Gene expression profiles in the brain predict behavior in individual honey bees.</a> Science. 302, 296-299 (2003).</li><li>Schmidt, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attraction+of+reproductive+honey+bee+swarms+to+artificial+nests+by+Nasonov+pheromone.">Attraction of reproductive honey bee swarms to artificial nests by Nasonov pheromone.</a> Journal of Chemical Ecology. 20, 1053-1056 (1994).</li><li>De Moraes, R., Bowen, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modes+of+cell+death+in+the+hypopharyngeal+gland+of+the+honey+bee+(Apis+mellifera+L).">Modes of cell death in the hypopharyngeal gland of the honey bee (Apis mellifera L).</a> Cell Biol Internat. 24, 737-743 (2000).</li><li>Sheehy, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+flow-cytometric+method+for+quantification+of+neurolipofuscin+and+comparison+with+existing+histological+and+biochemical+approaches.">A flow-cytometric method for quantification of neurolipofuscin and comparison with existing histological and biochemical approaches.</a> Arch Gerontol Geriatr. 34, 233-248 (2002).</li><li>Hsieh, Y. S., Hsu, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honeybee+trophocytes+and+fat+cells+as+target+cells+for+cellular+senescence+studies.">Honeybee trophocytes and fat cells as target cells for cellular senescence studies.</a> Exp Gerontol. 46, 233-240 (2011).</li><li>Wolschin, F., Munch, D., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+proteomic+analyses+reveal+regional+brain+differences+during+honeybee+aging.">Structural and proteomic analyses reveal regional brain differences during honeybee aging.</a> J Exp Biol. 212, 4027-4032 (2009).</li></ol>

Nós aqui adotar previamente descrita aproxima 8,16,17,19,20, e integrá-los em um único fluxo de trabalho que irá facilitar a estudar o envelhecimento flexível em abelhas. Nosso objetivo é fornecer aos cientistas que são novatos neste campo com uma ferramenta padronizada definida para obter material de amostra relevante, e para melhorar a reprodutibilidade experimental entre as diferentes equipas de investigação. Enquanto os nossos procedimentos são simplificados e não requerem equipamento especial,...

As estruturas complexas colônia de animais altamente sociais são mantidas através da interação de uma casta reprodutiva e uma casta de ajudante tipicamente trabalhadores não-reprodutores com diferentes comportamentos de tarefa social. Nos diferentes trabalhadores, adaptações fisiológicas específicas permitir comportamentos de cuidados sib distintos, e também estão ligados às diferenças tempo de vida extremas. As abelhas e os ratos-toupeira representam os modelos animais mais bem desenvolvidos para estudar como a sociabilidade está ligada a padrões de aceleração, insignificante ou revertida envelhecimento 1-3. Em colônias de abelhas, uma única rainha de postura é assistido por milhares de trabalhadores que tendem a ninhada, forragem para alimentar, e se envolver em guarda, termorregulação ou comportamentos de higiene 4. Entre esses trabalhadores são as forrageiras extremamente curta duração, abelhas enfermeira com intermediário, e de inverno (diutinus) abelhas com longos tempos de vida. Os indivíduos, no entanto, não são permanentemente ligado a uma certa wotipo rker, mas exibir uma ontogenia comportamental flexível: eles mudam de um comportamento tarefa social para outro (&quot;castas temporais&quot;). Abelhas Callow pode mudar a ninhada tendendo abelhas enfermeira, que eventualmente pode mudar para forrageamento fora. No entanto, as abelhas ninho inexperiente também pode se transformar em abelhas de inverno de vida mais longa, e forrageiras de curta duração pode até mesmo reverter em enfermeiros tipicamente de vida mais longa. Trabalhadores com extrema (abelhas de inverno) e intermediário (abelhas enfermagem) têm vida útil bem desenvolvido de produção e armazenamento de alimentos órgãos com recursos abundantes - ao contrário de forrageiras de curta duração (revisada em 1,5). No entanto, que a regulação da vida indivíduo vai além simples mudanças no equilíbrio dos recursos de um indivíduo é sugerida por pesquisas sobre uma proteína da gema, que tem diversas funções adaptadas na casta trabalhador não-reprodução, tais como a produção de geléia 6, controle hormonal 7, imune 8 e anti-oxidante de defesa 9. Padrões de fdeclínio unctional (senescência) disparidades espelho expectativa de vida entre os trabalhadores, estabelecido para olfativo, e também para outras funções motoras do cérebro ou 10-13. Especificamente, a redução significativa da função de aprendizagem após apenas duas semanas de procura de alimentos corresponde a uma progressão de mortalidade semelhante em forrageiras 14, ao contrário da falta de redução detectável (senescência negligenciável) em abelhas de longa vida de inverno 15. Para identificar as impressões digitais moleculares do envelhecimento flexível adaptamos paradigmas experimentais estabelecidas que permitem monitorar e manipular transições do tipo de envelhecimento 8,16,17. Experimento 1 detalhes como obter amostras em que os efeitos da idade cronológica e comportamentos sociais específicos do tipo trabalhador sobre o envelhecimento podem ser separadas. Experimento 2 descreve a reversão de forrageiras com acelerados em abelhas enfermeira com dinâmica de envelhecimento mais lento. Experimento 3 fornece uma abordagem para efeitos da senescência celular sondagem por anatomical quantificação de um biomarcador estabelecido para o envelhecimento celular (lipofuscina) 18.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of reagent</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Apifonda</td>
 <td>S&uuml;dzucker AG, Mannheim/Ochsenfurt, Germany</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>paraformaldehyde</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>158127</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>phosphate-buffered saline</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>P4417</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Glycerol</td>
 <td>Merck</td>
 <td>1.04094.1000</td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

obtaining specimens with slowed, accelerated and reversed aging in the honey bee model

Sociedades de animais altamente sociais apresentam grandes diferenças expectativa de vida entre os indivíduos intimamente relacionados. Entre os insetos sociais, a abelha é o melhor modelo estabelecido para estudar como plasticidade na expectativa de vida e envelhecimento é explicado por fatores sociais. A casta dos trabalhadores das abelhas inclui abelhas enfermeira, que tendem a ninhada, e as abelhas forrageiras, que coletam néctar e pólen. Os trabalhos anteriores mostraram que as funções cerebrais e desempenho de vôo senesce mais rapidamente em forrageiras que em enfermeiros. No entanto, as funções do cérebro pode se recuperar, quando forrageiras voltar às tarefas de enfermagem. Tais padrões de senescência funcional acelerada e reverteu estão ligadas a níveis alterados de recursos metabólicos, a alterações na abundância de proteínas e função imunológica. Vitelogenina, uma proteína da gema com funções adaptadas no controle hormonal e de defesa celular, pode servir como um importante elemento regulador em uma rede que controla as diferentes dinâmicas de envelhecimento em trabalhadores. Aqui nós descrevemos como o surgimento de enfermeiros e forrageiras podem ser monitorados, e manipulado, incluindo a reversão de forrageiras geralmente de curta duração para os enfermeiros de vida mais longa. Nossos resultados representativos mostram como indivíduos com idade cronológica semelhante diferenciar em forrageiras e abelhas de enfermagem em condições experimentais. Nós exemplificar como reversão do comportamento de forrageiras de volta para enfermeiros pode ser validado. Por último, que mostram como diferentes senescência celular pode ser avaliada pela medição da acumulação de lipofuscina, um biomarcador universal de senescência. Para estudar os mecanismos que podem ligar as influências sociais e envelhecimento plasticidade, este protocolo fornece uma ferramenta padronizada definida para adquirir material de amostra relevante, e para melhorar a comparabilidade dos dados entre os estudos futuros.

Seções 1 e 2 do Protocolo de detalhes como grupos de teste pode ser obtido para estudar atributos acelerado, desacelerou e inverteu o envelhecimento em colônias com uma única faixa etária. Para monitorar o tipo de trabalhador diferenciação que acompanha a ontogenia normal, avaliada a contagem de forrageiras (&quot;contagens de entrada&quot;) por 6 colônias (Figura 1, comparar seção 1). Os gráficos mostram que a mudança considerável de enfermeira para o estado forager geralmente não é obse...

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Obtaining Specimens with Slowed, Accelerated and Reversed Aging in the Honey Bee Model

Obtenção de amostras com retardado, acelerado e invertida Envelhecimento no Modelo Bee Mel

Em trabalhadores da abelha do mel, o envelhecimento depende de comportamentos sociais, em vez de idade cronológica. Aqui nós mostramos como trabalhador-tipos com padrões muito diferentes de envelhecimento podem ser obtidas e analisadas para a senescência celular.

Societies of highly social animals feature vast lifespan differences between closely related individuals. Among social insects, the honey bee is the best ...

Research

JoVE Journal

Biology

In vivo Ca2+- Imaging of Mushroom Body Neurons During Olfactory Learning in the Honey Bee

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In vivo Ca 2 + - Imagem de Neurônios Corpo Mushroom durante o aprendizado olfativo no Honey Bee

The in vivo and semi-in vivo preparation for Calcium imaging has been developed in our lab by Joerges, K&uuml;ttner and Galizia over ten years ago, to ...

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Visualizing the Beating Heart in Drosophila

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Visualizar o coração batendo no Drosophila</em

The Drosophila heart has recently emerged as a good model system for examining the genetic, cellular, and molecular mechanisms underlying function in ...

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Métodos para comparar Nutrientes na beebread Feito por africanizadas e mel europeu abelhas e os efeitos sobre Títulos Hemolinfa Proteína

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Dissecção e Observação de Honey Bee Dorsal navio de Estudos da função cardíaca

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Monitoramento de nível de colônia os efeitos da exposição de pesticidas subletais em mel de abelhas

The effects of sublethal pesticide exposure to honey bee colonies may be significant but difficult to detect in the field using standard visual assessment ...

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Métodos de estudo mudanças na agregação de proteínas inerente com a idade em Caenorhabditis elegans

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