Name: obtaining specimens with slowed, accelerated and reversed aging in the honey bee model
Uploaded: 2013-08-29T16:10:00
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Damos las gracias a Osman Kaftanoglu consejos útiles y asistencia durante el rodaje. Nos gustaría agradecer a los revisores anónimos por sus comentarios perspicaces. Este trabajo fue apoyado por el Consejo de Investigación de Noruega (otorga 180.504, 191.699 y 213.976), Marie Curie/FP7 (ref proyecto. 238.665), el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento (NIA subvención P01 AG22500) y el Pew Charitable Trusts.

1. Desacoplamiento senescencia de Edad cronológica En esta sección se describe la configuración de las colonias dobles de cohortes, que consisten en una cohorte de individuos identificados que comparten la misma edad cronológica (&quot;grupo de edad único&quot;) y una cohorte de abejas nido. Los mismos individuos de edad de la cohorte de edad solo el tiempo se separan en diferentes tipos de trabajadores-con diferentes dinámicas de envejecimiento - estas son las abejas nodrizas con abejas...

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	<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. L., 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=The+comparative+biology+of+neuromelanin+and+lipofuscin+in+the+human+brain.">The comparative biology of neuromelanin and lipofuscin in the human brain.</a> Cell Mol Life Sci. 65, 1669-1682 (2008).</li><li>Fonseca, D. B., Brancato, C. L., Prior, A. E., Shelton, P. M., 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=Death+rates+reflect+accumulating+brain+damage+in+arthropods.">Death rates reflect accumulating brain damage in arthropods.</a> Proc Biol Sci. 272, 1941-1947 (2005).</li><li>Baker, N., Wolschin, F., 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=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>

Estamos aquí adoptamos anteriormente descrito se acerca 8,16,17,19,20, e integrarlos en un único flujo de trabajo que facilitará el estudio del envejecimiento flexibles en las abejas de miel. Nuestro objetivo es proporcionar a los científicos que son novatos en este campo con una herramienta estandarizada establecido para obtener material de la muestra correspondiente, y para mejorar la reproducibilidad experimental entre los diferentes equipos de investigación. Mientras que nuestros procedimientos se si...

Las complejas estructuras de colonias de animales altamente sociales se mantienen a través de la interacción de una casta reproductiva, y una casta de ayudante normalmente los trabajadores no se reproduzcan con las diferentes conductas de tarea social. En los diferentes trabajadores, las adaptaciones fisiológicas específicas permiten a los comportamientos de cuidado sib distintas, y también están vinculados a las diferencias de vida útil extremas. Las abejas y las ratas topo representan los modelos animales más desarrollados para estudiar cómo la sociabilidad está vinculada a patrones de aceleración, insignificante o invertido envejecimiento 1-3. En las colonias de abejas de miel, una sola reina que pone huevos con la asistencia de miles de trabajadores que tienden a las crías, buscar comida, y participar en la vigilancia, la termorregulación o comportamientos de higiene 4. Entre estos trabajadores son los recolectores extremadamente efímeras, las abejas nodrizas con intermedio, y el invierno (diutinus) esperanzas de vida más largas con las abejas. Los individuos, sin embargo, no están obligados permanentemente a cierto wotipo rker, pero mostrar una ontogenia conductual flexibles: se cambian de un comportamiento tarea social a otro (&quot;castas temporales&quot;). Abejas Callow pueden cambiar a la cría tendiendo las abejas nodrizas, que con el tiempo puede cambiar al forrajeo exterior. Sin embargo, las abejas nido inexperto también pueden transformarse en las abejas más longevos de invierno, y recolectores de corta duración, incluso puede volver a enfermeras típicamente de vida más larga. Trabajadores con extrema (las abejas de invierno) e intermedio (abejas nodrizas) vida han bien desarrollado de producción y almacenamiento de alimentos órganos con cuantiosos recursos - a diferencia de cazadores-recolectores de corta duración (revisado en 1,5). Sin embargo, que la regulación de la vida útil individuo va más allá de simples cambios en el equilibrio de los recursos de un individuo es sugerido por la investigación sobre una proteína de la yema, que tiene diversas funciones adaptadas en el trabajador de castas no reproducir, como la producción de jalea de 6, control hormonal 7, inmune 8 y anti-oxidante defensa 9. Los patrones de fdisminución unctional (senescencia) disparidades espejo de vida útil entre los trabajadores, según lo establecido para olfativo, y también para otras funciones cerebrales o motoras 10-13. Específicamente, la disminución significativa en la función de aprendizaje después de sólo dos semanas de forrajeo coincide con una progresión similar en la mortalidad de forraje 14, en oposición a la falta de disminución detectable (senescencia insignificante) en de larga vida abejas de invierno 15. Para identificar las huellas dactilares moleculares del envejecimiento flexibles adaptamos paradigmas experimentales establecidos que permitan el seguimiento y la manipulación de las transiciones de tipo de envejecimiento 8,16,17. Experimento 1 se detalla cómo obtener muestras en las que los efectos de la edad cronológica y de tipo trabajador conductas sociales específicas sobre el envejecimiento pueden separarse. Experimento 2 se describe la inversión de cazadores-recolectores con acelerados en las abejas nodrizas con dinámica de envejecimiento más lento. Experimento 3 se presenta un enfoque para probar los efectos de la senescencia celular por anatomical cuantificación de un biomarcador establecido para el envejecimiento 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 animales altamente sociales cuentan con grandes diferencias de vida útil entre individuos estrechamente relacionados. Entre los insectos sociales, la abeja de la miel es el mejor modelo establecido para estudiar cómo la plasticidad en la vida útil y el envejecimiento se explica por factores sociales. La casta de obreras de las abejas melíferas incluye las abejas nodrizas, que tienden la cría y abejas para cosechadoras de forraje, que recogen el néctar y el polen. Trabajos anteriores han demostrado que las funciones del cerebro y el rendimiento de vuelo envejecen más rápidamente en los cazadores-recolectores que en las enfermeras. Sin embargo, las funciones del cerebro pueden recuperar, cuando recolectoras vuelven a sus tareas de enfermería. Estos patrones de senescencia funcional acelerada y revirtió están vinculados a los niveles modificados de recursos metabólicos, alteraciones en la abundancia de proteínas y la función inmune. La vitelogenina, una proteína de la yema con funciones adaptadas en el control hormonal y de defensa celular, puede servir como un elemento regulador importante en una red que controla las diferentes dinámicas de envejecimiento de los trabajadores. A continuación se describe la forma en la aparición de las enfermeras y los cazadores-recolectores se puede controlar, y manipulado, incluyendo la reversión de cazadores-recolectores normalmente de corta duración en las enfermeras de vida más larga. Nuestros resultados representativos muestran cómo los individuos con edad cronológica similares diferencian en cazadores-recolectores y las abejas nodrizas, en condiciones experimentales. Ejemplificamos cómo reversión del comportamiento de los cazadores-recolectores de nuevo a las enfermeras puede ser validado. Última, mostramos cómo los diferentes senescencia celular se puede evaluar mediante la medición de la acumulación de lipofuscina, un biomarcador universal de la senescencia. Para el estudio de los mecanismos que pueden vincular las influencias sociales y el envejecimiento de la plasticidad, este protocolo constituye un instrumento estandarizado establecido para adquirir material de la muestra correspondiente, y para mejorar la comparabilidad de los datos entre los estudios futuros.

Secciones 1 y 2 del Protocolo de detalle cómo los grupos de prueba se pueden obtener a estudiar los atributos de aceleración, más lentos y revierten el envejecimiento en las colonias con una sola cohorte de edad. Para controlar la diferenciación de tipo de trabajo que acompaña a la ontogenia normal, se evaluó el recuento para cosechadoras de forraje (&quot;puntajes de ingreso&quot;) para 6 colonias (Figura 1, compare la sección 1). Los gráficos muestran que un cambio considerable de la enfermera...

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

La obtención de especímenes con desacelerado, acelerado y Invertida Envejecimiento en la abeja de la miel Modelo

En los trabajadores de abejas, el envejecimiento depende de los comportamientos sociales, más que en la edad cronológica. Aquí se muestra cómo se pueden obtener y se analizó la senescencia celular trabajadores-con tipos muy diferentes patrones de envejecimiento.

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

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

En vivo Ca 2 + - Imágenes de las neuronas del cuerpo de hongos durante el aprendizaje olfativo en la abeja de la miel

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 ...

Investigación

Biología

Visualizing the Beating Heart in Drosophila

Visualizing the Beating Heart in Drosophila

Visualizar el corazón latiendo en Drosophila</em

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

Methods for Comparing Nutrients in Beebread Made by Africanized and European Honey Bees and the Effects on Hemolymph Protein Titers

Los métodos para la comparación de Nutrientes en jalea real Realizado por africanizadas y europeas Honey Bees y los efectos sobre títulos hemolinfa de proteínas

Honey bees obtain nutrients from pollen they collect and store in the hive as beebread. We developed methods to control the pollen source that bees ...

Dissection and Observation of Honey Bee Dorsal Vessel for Studies of Cardiac Function

La disección y la observación de la abeja de la miel dorsal del recipiente de Estudios de la función cardiaca

The European honey bee, Apis mellifera L., is a valuable agricultural and commercial resource noted for producing honey and providing crop pollination ...

Monitoring Colony-level Effects of Sublethal Pesticide Exposure on Honey Bees

Controles Colonia efectos de exposición a los pesticidas subletales en las abejas de miel

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

Methods to Study Changes in Inherent Protein Aggregation with Age in Caenorhabditis elegans

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Métodos de estudio cambios de agregación inherente de proteína con la edad en Caenorhabditis elegans

In the last decades, the prevalence of neurodegenerative disorders, such as Alzheimer's disease (AD) and Parkinson's disease (PD), has grown. These ...

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Ensayo de cribado basado en sA-Galactosidasa para la identificación de medicamentos senoterapéuticos

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