Name: quantification of information encoded by gene expression levels during lifespan modulation under broad-range dietary restriction in c. elegans
Uploaded: 2017-08-16T15:00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans at JoVE.com

Vi tackar Bargmann och Horvitz labben för reagenser. Vissa stammar tillhandahölls av CGC, som finansieras av NIH Office infrastruktur forskningsprogram (P40 OD010440). Vi tackar också M. Lipovsek för synpunkter på manuskriptet. Denna forskning stöddes av den Wellcome Trust (Project Grant 087146 till Q.C.), BBSRC (BB/H020500/1 och BB/M00757X/1 till Q.C.), European Research Council (NeuroAge 242666 till Q.C.), oss National Institutes of Health (R01AG035317 och R01GM088333 att H.L.) och U.S. National Science Foundation (0954578 att H.L., 0946809 GRFP att M.Z.).

<ol>
	<li>Gendron, C. M., Chung, B. Y., Pletcher, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+sensory+system:+More+than+just+a+window+to+the+external+world.">The sensory system: More than just a window to the external world.</a> Commun Integr Biol. 8 (2), 1017159 (2015).</li><li>Calhoun, A. J., 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=Neural+Mechanisms+for+Evaluating+Environmental+Variability+in+Caenorhabditis+elegans.">Neural Mechanisms for Evaluating Environmental Variability in Caenorhabditis elegans.</a> Neuron. 86 (2), 428-441 (2015).</li><li>Fontana, L., Partridge, L., Longo, V. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extending+healthy+life+span--from+yeast+to+humans.">Extending healthy life span--from yeast to humans.</a> Science. 328 (5976), 321-326 (2010).</li><li>Cho, Y., Zhao, C. L., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+high-throughput+and+functional+neuroimaging+in+Caenorhabditis+elegans.">Trends in high-throughput and functional neuroimaging in Caenorhabditis elegans.</a> Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 5, 01376 (2017).</li><li>Ching, T. -. T., Hsu, 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=Solid+plate-based+dietary+restriction+in+Caenorhabditis+elegans.">Solid plate-based dietary restriction in Caenorhabditis elegans.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (51), e2701 (2011).</li><li>Greer, E. L., Brunet, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+dietary+restriction+regimens+extend+lifespan+by+both+independent+and+overlapping+genetic+pathways+in+C.+elegans.">Different dietary restriction regimens extend lifespan by both independent and overlapping genetic pathways in C. elegans.</a> Aging Cell. 8 (2), 113-127 (2009).</li><li>Mair, W., Panowski, S. H., Shaw, R. J., Dillin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+dietary+restriction+for+genetic+epistasis+analysis+and+gene+discovery+in+C.+elegans.">Optimizing dietary restriction for genetic epistasis analysis and gene discovery in C. elegans.</a> PLoS ONE. 4 (2), 4535 (2009).</li><li>Sutphin, G. L., Kaeberlein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+Caenorhabditis+elegans.+life+span+on+solid+media.">Measuring Caenorhabditis elegans. life span on solid media.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (27), e1152 (2009).</li><li>Ching, T. -. T., Paal, A. B., Mehta, A., Zhong, L., Hsu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=-Ldrr-2+encodes+an+eIF4H+that+acts+downstream+of+TOR+in+diet-restriction-induced+longevity+of+C.+elegans.">-Ldrr-2 encodes an eIF4H that acts downstream of TOR in diet-restriction-induced longevity of C. elegans.</a> Aging Cell. 9 (4), 545-557 (2010).</li><li>Kaeberlein, T. 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=Lifespan+extension+in+Caenorhabditis+elegans.+by+complete+removal+of+food.">Lifespan extension in Caenorhabditis elegans. by complete removal of food.</a> Aging Cell. 5 (6), 487-494 (2006).</li><li>Lee, G. D., 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=Dietary+deprivation+extends+lifespan+in+Caenorhabditis+elegans.">Dietary deprivation extends lifespan in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 5 (6), 515-524 (2006).</li><li>Entchev, E. 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=A+gene-expression-based+neural+code+for+food+abundance+that+modulates+lifespan.">A gene-expression-based neural code for food abundance that modulates lifespan.</a> elife. 4, 06259 (2015).</li><li>Diana, G., 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=Genetic+control+of+encoding+strategy+in+a+food-sensing+neural+circuit.">Genetic control of encoding strategy in a food-sensing neural circuit.</a> elife. 6, (2017).</li><li>Shannon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mathematical+Theory+of+Communication.">A Mathematical Theory of Communication.</a> Bell System Technical Journal. 27 (3), 379-423 (1948).</li><li>Stiernagle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maintenance+of+C.+elegans.">Maintenance of C. elegans.</a> WormBook : the online review of C elegans biology. , 1-11 (2006).</li><li>Garigan, D., 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=Genetic+analysis+of+tissue+aging+in+Caenorhabditis+elegans.:+a+role+for+heat-shock+factor+and+bacterial+proliferation.">Genetic analysis of tissue aging in Caenorhabditis elegans.: a role for heat-shock factor and bacterial proliferation.</a> Genetics. 161 (3), 1101-1112 (2002).</li><li>Aitlhadj, L., St&#252;rzenbaum, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+FUdR+can+cause+prolonged+longevity+in+mutant+nematodes.">The use of FUdR can cause prolonged longevity in mutant nematodes.</a> Mech Ageing Dev. 131 (5), 364-365 (2010).</li><li>Anderson, E. N., 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=C.+elegans.lifespan+extension+by+osmotic+stress+requires+FUdR,+base+excision+repair,+FOXO,+and+sirtuins.">C. elegans.lifespan extension by osmotic stress requires FUdR, base excision repair, FOXO, and sirtuins.</a> Mech Ageing Dev. 154, 30-42 (2016).</li><li>Angeli, S., 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=A+DNA+synthesis+inhibitor+is+protective+against+proteotoxic+stressors+via+modulation+of+fertility+pathways+in+Caenorhabditis+elegans.">A DNA synthesis inhibitor is protective against proteotoxic stressors via modulation of fertility pathways in Caenorhabditis elegans.</a> Aging. 5 (10), 759-769 (2013).</li><li>Rooney, J. P., 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=Effects+of+5'-fluoro-2-deoxyuridine+on+mitochondrial+biology+in+Caenorhabditis+elegans).">Effects of 5'-fluoro-2-deoxyuridine on mitochondrial biology in Caenorhabditis elegans).</a> Exp Gerontol. 56, 69-76 (2014).</li><li>van Raamsdonk, J. M., Hekimi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FUdR+causes+a+twofold+increase+in+the+lifespan+of+the+mitochondrial+mutant+gas-1.">FUdR causes a twofold increase in the lifespan of the mitochondrial mutant gas-1.</a> Mech Ageing Dev. 132 (10), 519-521 (2011).</li><li>Cheng, K. C. -. C., Klancer, R., Singson, A., Seydoux, G. <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+MBK-2/DYRK+by+CDK-1+and+the+pseudophosphatases+EGG-4+and+EGG-5+during+the+oocyte-to-embryo+transition.">Regulation of MBK-2/DYRK by CDK-1 and the pseudophosphatases EGG-4 and EGG-5 during the oocyte-to-embryo transition.</a> Cell. 139 (3), 560-572 (2009).</li><li>Parry, J. M., 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=EGG-4+and+EGG-5+Link+Events+of+the+Oocyte-to-Embryo+Transition+with+Meiotic+Progression+in+C.+elegans.">EGG-4 and EGG-5 Link Events of the Oocyte-to-Embryo Transition with Meiotic Progression in C. elegans.</a> Curr Biol. 19 (20), 1752-1757 (2009).</li><li>Chung, K., Crane, M. M., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+on-chip+rapid+microscopy,+phenotyping+and+sorting+of+C.+elegans.">Automated on-chip rapid microscopy, phenotyping and sorting of C. elegans.</a> Nat Methods. 5 (7), 637-643 (2008).</li><li>Crane, M. M., 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=Autonomous+screening+of+C.+elegans.identifies+genes+implicated+in+synaptogenesis.">Autonomous screening of C. elegans.identifies genes implicated in synaptogenesis.</a> Nat Methods. 9 (10), 977-980 (2012).</li><li>Unger, M. A., Chou, H. P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolithic+microfabricated+valves+and+pumps+by+multilayer+soft+lithography.">Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography.</a> Science. 288 (5463), 113-116 (2000).</li><li>Zhan, M., 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=Automated+Processing+of+Imaging+Data+through+Multi-tiered+Classification+of+Biological+Structures+Illustrated+Using+Caenorhabditis+elegans.">Automated Processing of Imaging Data through Multi-tiered Classification of Biological Structures Illustrated Using Caenorhabditis elegans.</a> PLoS Comput Biol. 11 (4), 1004194 (2015).</li><li>Duong, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kernel+density+estimation+and+kernel+discriminant+analysis+for+multivariate+data+in+R.">Kernel density estimation and kernel discriminant analysis for multivariate data in R.</a> Journal of Statistical Software. 21 (7), 21 (2007).</li><li>R Development Core Team. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> R: A language and environment for statistical computing. , (2008).</li><li>Cover, T. M., Thomas, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Elements of information theory. , (2006).</li><li>Tkacik, G., Walczak, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Information+transmission+in+genetic+regulatory+networks:+a+review.">Information transmission in genetic regulatory networks: a review.</a> J Phys Condens Matter. 23 (15), 153102 (2011).</li><li>Arimoto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Algorithm+for+Computing+the+Capacity+of+Arbitrary+Discrete+Memoryless+Channels.">An Algorithm for Computing the Capacity of Arbitrary Discrete Memoryless Channels.</a> IEEE Transactions on Information Theory. 18 (1), 14-20 (1972).</li><li>Cheong, R., Rhee, A., Wang, C. J., Nemenman, I., Levchenko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Information+transduction+capacity+of+noisy+biochemical+signaling+networks.">Information transduction capacity of noisy biochemical signaling networks.</a> Science. 334 (6054), 354-358 (2011).</li><li>Schneidman, E., Bialek, W., Berry, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synergy,+redundancy,+and+independence+in+population+codes.">Synergy, redundancy, and independence in population codes.</a> J Neurosci. 23 (37), 11539-11553 (2003).</li><li>Lakowski, B., Hekimi, 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+caloric+restriction+in+Caenorhabditis+elegans.">The genetics of caloric restriction in Caenorhabditis elegans.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 95 (22), 13091-13096 (1998).</li><li>Golegaonkar, S., 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=Rifampicin+reduces+advanced+glycation+end+products+and+activates+DAF-16+to+increase+lifespan+in+Caenorhabditis+elegans.">Rifampicin reduces advanced glycation end products and activates DAF-16 to increase lifespan in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 14 (3), 463-473 (2015).</li><li>Houtkooper, R. H., 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=Mitonuclear+protein+imbalance+as+a+conserved+longevity+mechanism.">Mitonuclear protein imbalance as a conserved longevity mechanism.</a> Nature. 497 (7450), 451-457 (2013).</li><li>Ye, X., Linton, J. M., Schork, N. J., Buck, L. B., Petrascheck, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pharmacological+network+for+lifespan+extension+in+Caenorhabditis+elegans.">A pharmacological network for lifespan extension in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 13 (2), 206-215 (2014).</li></ol>

Författarna har något att avslöja.

Här presenterar vi en ny metod för dietrestriktioner som kapslar in ett mycket bredare utbud av mat koncentrationer än tidigare publicerade protokoll. Denna metod länkar två tidigare separata fenomen sett i C. elegans DR litteratur, bakteriell deprivation och klassiskt dietrestriktioner, tillåter både kosten effekter vara studerade under ett protokoll. Med den nya breda utbud DR paradigmen, presenterar vi en allmän ram för att undersöka enstaka cell genuttryck som svar på en specifik miljö cue och avgöra hur denna cell kodar information. Vår ram består av två experimentella protokoll som illustrerar hur du utför livslängder och kvantitativa imaging, respektive, enligt bred-range Dr Data från dessa experimentella protokoll kan sedan granskas med computational analyser i denna ram att kvantifiera den information kodad av förändringar i genen uttrycksnivåerna eller livslängder över olika mat villkor.
Livslängd experiment med bred-range DR paradigm involverar sex distinkta mat nivåer (tabell 1). Detta kräver en mer arbetsintensiva metod än att undersöka livslängd under färre mat nivåer, till exempel kosten deprivation10,11 eller använda de äter-2 genetiska bakgrund35. Att pröva på livslängd under ett enda villkor kan dock begränsa tolkningar av en genens roll i DR. Till exempel, visade vi nyligen att daf-7 mutanter har en dubbelriktad dämpning av svar till mat koncentration jämfört med vildtyp djur12 (figur 1A). I avsaknad av mat visas daf-7 mutanter en förkortning av sin livslängd jämfört med vildtyp djur. Om vi hade bara tänkt kosten deprivation, vi skulle ha tolkat som daf-7 genen som nödvändigt för bara livslängd förlängning, när i själva verket daf-7 roll är mer komplex. Kritiska resultatet av denna del av protokollet är därför att fastställa huruvida en gen av intresse är involverad i modulerande livslängd samlade respons på förändringar i mat överflöd.
En stor fördel med detta protokoll jämfört med andra metoder är att den använder en ny metod för att eliminera avkomma produktion i djur som genomgår livslängd analys. De flesta studier använda drogen FuDR för att hämma spridningen av könsceller hos vuxna gör dem sterila. Senare studier har dock visat FuDR behandling kan ha tillstånd - och gen-specifika effekter på livslängd17,18,19,20,21, ringa in fråga dess allmänna tillämplighet. I detta protokoll, eliminering av avkomman produktion uppnås genom en 24 h behandling av djur med RNAi inriktning genen ägg-5 , som hämmar bildandet av de kitin äggskalet av befruktade C. elegans oocyter vilket resulterar i deras död22,23. Fördelen med denna metod är att det är mycket sent verkande och så stör inte de könsceller, som är en viktig regulator av livslängd i C. elegans.
En potentiell varning i bred-range DR protokollet är dess beroende av användningen av antibiotika att styra bakteriell spridning för att säkerställa strikt kontroll av bakteriell koncentration. Bakteriell spridning i tarmen av masken är kända för att vara en viktig orsak till dödsfall i C. elegans16. Således, användning av bakteriostatiska antibiotika, såsom carbenicillin, i NGM agar förhindrar bakteriell spridning och ökar livslängden på maskar jämfört med icke-antibiotika kontroller16. Vissa typer av antibiotika, såsom rifampicin36 och medlemmar av tetracyklin familj37,38, har visat sig förlänga livslängd i C. elegans oberoende av deras inverkan på bakteriell spridning. Det finns dock inga bevis i litteraturen att antingen carbenicillin eller streptomycin kan öka livslängden oberoende av deras effekt på bakteriell spridning.
Livslängd kan ses som resultatet av en komplicerad uträkning där miljöinformation, dirigeras av gen-uttryck i neuronala nätverk överförs till fysiologi. Våra protokoll ger en metod för att förstå hur specifika gener påverkar detta flöde av miljöinformation. För att lösa denna fråga, behöver vi pålitliga bildbehandling för att bestämma fördelningen av gen uttryck svaren på enskild cell nivå. Att kunna uppskatta inte bara den genomsnittliga Svaren av genuttryck till förändringar i mat överflöd men fullständig statistisk fördelningen från stora befolkningar utgör också en viktig förutsättning för tillämpligheten av vår metod. Detta korrekt beskrivning av gen uttryck Svaren till mat överflöd tillåter informationsteori att kvantifiera informationen kodas av specifika nervceller samt kodning strategin anställd av neural krets.
De imaging och computational aspekterna av de metoder som anges i detta protokoll är tillämpligt till en större uppsättning biologiska sammanhang. I vårt arbete, har vi fokuserat på ett litet neurala nätverk involverade i mat avkänning, analyser av information-processing funktioner är dock inte begränsad till en viss cell eller särskilda miljömässiga ledtrådar. I framtiden kan dessa metoder potentiellt utvidgas till en större mängd ingående variablerna, som påverkar alla fysiologiska utdata. Dessa metoder kommer att bidra till en större förståelse för hur gen regleringsnät koda, process och överföra information.

Alla organismer behöver för att kunna känna och reagera på förändringar i miljön att säkerställa deras överlevnad. Djur, nervsystemet är den primära detektorn och givaren av information om miljön och samordnar den fysiologiska respons till någon förändring som kan påverka organismens överlevnad1. Mat överflöd är en miljömässig cue som är väl studerat i flera kontexter som inte bara reglerar mat-relaterade beteenden, t ex födosökande2, utan påverkar även livslängden hos ett djur. Moduleringen av livslängden av förändringar i mat överflöd är ett fenomen som kallas dietrestriktioner (DR), och har bred evolutionära bevarande3.
Nematoden Caenorhabditis elegans är en kraftfull modell för grundläggande biologiska frågor. En uppsjö av tekniker har utvecklats som tillåter manipulering av masken genomet, såsom RNAi och i vivo gen redigering tekniker. Den små fysiska storleken på masken och dess optisk transparens lämpar sig också för i vivo imaging av både transkriptionell och translationell fluorescerande reportrar och verktyg av hög genomströmning teknik såsom mikrofluidik4. Tillsammans, kan dessa verktyg utnyttjas för att undersöka hur neurala kretsar direkt djurs beteende.
C. elegans är en bacterivore och flera metoder har publicerats som möjliggör exakt kontroll av mat överflöd genom att manipulera bakteriell koncentration5,6,7,8 . Inom forskarsamhället C. elegans , har DR studerats i två olika sammanhang. Först kan betecknas 'klassiskt DR', eftersom den speglar de förändringar sett svar på fallande mat nivåer i andra organismer. I detta sammanhang fallande mat överflöd från ad libitum nivåer resulterar i en ökande livslängd fram till en optimal nås, efter denna punkt livslängd minskar med ytterligare minskning av mat6,7, 9. Andra samband som DR har undersökts i C. elegans är kosten frihetsberövande som ökas livslängden av maskar med fullständig borttagning av någon bakterie mat källa10,11. I Entchev et al. (2015)12, visade vi att komplexiteten i DR som härrör från dessa två olika paradigm kan prövas samtidigt i en annan kontext vi benämner 'bred-range DR'. Med hjälp av protokollet som beskrivs nedan, vi identifierat en ny klass av gener involverade i DR att dubbelriktat modulera livslängd svaret till mat överflöd och är involverade i neurala kretsar känsla mat12 (figur 1).
Ett djur reagerar på förändringar i miljön integrerar en sekvens av biologiska processer som länkar det sensoriska systemet till komplexa regulatoriska interaktioner förmedla miljöinformation till fysiologi. Trots de mekanistiska detaljerna av sådana ”informationsflödet” är ofta okända, kan genetiska verktyg användas för att förvärva en inblick i hur denna komplexa uträkning är organiserade bland olika biologiska komponenter. I vårt senaste arbete visade vi att daf-7 och tph-1 är inblandade i överföringen av miljöinformation om mat överflöd genom en mat-sensing neural krets som modulerar livslängd i C. elegans12 , 13. genom att tillämpa matematiska ramen för informationsteori14, vi har kunnat kvantifiera mängden miljöinformation, i termer av bits, som representeras av gen uttryck förändringarna i daf-7 och tph-1 i specifika nervceller över olika mat nivåer. Från detta kunde vi sedan avslöja kodning strategin anställd av denna neural krets och hur den styrs genetiskt (figur 2).
I följande protokoll beskriva vi de åtgärder som krävs för att förstå vad effekterna av gener av intresse som uttrycks i särskilda nervceller är och hur de delta till mat informationsflödet från miljö till livslängd. Broady, vårt ramverk är uppdelad i två experimentella protokoll och en computational arbetsflöde. För de experimentella aspekterna, är det viktigt att ha mutanter av generna som kan undersökas under bred-intervall DR. Faithful transkriptionell reportrar är också nödvändigt att kvantifiera nivån uttryck av gener på olika nivåer. För att kunna genomföra den computational analys diskuteras i vår metod, måste datamängden vara av tillräcklig storlek för att ge meningsfull uppskattningar av uttryck-distributioner. Även om vi tillhandahåller mallen källkoder för analyserna, behöver användaren vara förtrogen med språket i informationsteori som används flitigt i hela vår computational ram. Källkoder skrivs i R och C++. Därför krävs också en viss nivå av programmering färdighet att tillämpa dem på ett meningsfullt sätt.

<table style="border-collapse:collapse;width:465pt" width="620">
	<colgroup>
		<col style="width:177pt" width="236" />
		<col style="width:67pt" width="89" />
		<col style="width:68pt" width="91" />
		<col style="width:153pt" width="204" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Carbenicillin di-Sodium salt</td>
			<td class="xl18" style="width:67pt" width="89">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18" style="width:68pt" width="91">C1389-5G</td>
			<td class="xl18" style="width:153pt" width="204">Antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Streptomycin Sulphate salt</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">S6501-50G</td>
			<td class="xl18">Antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">&#160;Isopropyl &#946;-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">I6758-10G</td>
			<td class="xl18">Inducer for RNAi plates</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">71380-1KG-M</td>
			<td class="xl18">Used in S basal, and NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">di-Potassium Hydrogen Phosphate(K2HPO4)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">1.05104.1000</td>
			<td class="xl18">Used in S basal, and NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Potassium di-Hydrogen Phosphate (KH2PO4)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">P9791-1KG</td>
			<td class="xl18">Used in S basal, and NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Magnesium Sulphate (MgSO4)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">M2643-1KG</td>
			<td class="xl18">Used in NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Calcium Chloride (CaCl2)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">C5670-500G</td>
			<td class="xl18">Used in NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Sodium Hydroxide (NaOH)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">71687-500G</td>
			<td class="xl18">Used for bleaching</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Pluronic-F127</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">P2443-1KG</td>
			<td class="xl18">Used in imaging</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Sodium Hypochlorite (NaClO)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">1.05614.2500</td>
			<td class="xl18">Used for bleaching</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">LB Broth</td>
			<td class="xl18">Invitrogen</td>
			<td class="xl20">12780052</td>
			<td class="xl18">Used to grow bacteria</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Adavanced TC 6 cm Tissue Culture plates</td>
			<td class="xl18">Greiner Bio-One</td>
			<td class="xl21" style="width:68pt" width="91">628960</td>
			<td class="xl18">Plates for lifespan</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">CellStar 10cm Tissue Culture plates</td>
			<td class="xl18">Greiner Bio-One</td>
			<td class="xl20">664160</td>
			<td class="xl18">Plates for imaging</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Low Retention P200 tips</td>
			<td class="xl18">Brandt</td>
			<td class="xl20">732832</td>
			<td class="xl18">Tips for handling worms in liquid</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Agar</td>
			<td class="xl18">BD</td>
			<td class="xl20">214510</td>
			<td class="xl18">Agar for NGM, RNAi and NSC plates</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Bacto-peptone</td>
			<td class="xl18">BD</td>
			<td class="xl20">211820</td>
			<td class="xl18">Peptone for NGM, RNAi and NSC plates</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantification of information encoded by gene expression levels during lifespan modulation under broad-range dietary restriction in c. elegans

Sensoriska system tillåter djur till upptäcka, behandla och bemöta sin omgivning. Mat överflöd är en miljömässig cue som har djupgående konsekvenser för djurens fysiologi och beteende. Vi visade nyligen att modulering av livslängd i Nematoden Caenorhabditis elegans av mat överflöd är mer komplex än tidigare erkänt. Lyhördheten för livslängden till förändringar i mat-nivå bestäms av specifika gener som fungerar genom att kontrollera informationsbehandling inom en neural krets. Vår ram kombinerar genetiska analyser, hög genomströmning kvantitativa imaging och informationsteori. Här beskriver vi hur dessa tekniker kan användas för att karaktärisera någon gen som har en fysiologisk relevans för bred-range dietrestriktioner. Specifikt, är detta arbetsflöde utformad för att avslöja hur en gen av intresse reglerar livslängd under bred-range dietrestriktioner; sedan att fastställa hur uttrycket av genen varierar med mat nivå. och slutligen att ge en objektiv kvantifiering av mängden information förmedlas av genuttryck om mat överflöd i miljön. När flera gener granskas samtidigt under en neural krets kontext, kan detta arbetsflöde avslöja den kodning strategi anställd av kretsen.

Av utför livslängd experiment på mutanter av generna sevärdheter tillsammans med den vilda typen N2 stam, kan man fastställa om dessa gener har en roll i bred-range DR mat svar. Vildtyp svaret bör vara jämförbar med den som avbildas i figur 1A. Någon modulering av detta svar av mutanter, reflekteras av en icke-enhetlig effekt över mat villkor, anger att dessa gener påverkar masken förmåga att korrekt besvara ändringar i mat överflöd, vid vilken punkt ytterligare utredning av den uttryck Svaren av dessa gener till bred-range DR är befogad. Om livslängd svaret av mutanter inte är dock signifikant från den vilda typen då generna har ingen roll i transducing effekterna av bred-range DR, åtminstone på nivån för genomsnittlig livslängd. Om mutationer orsakar en enhetlig förskjutning av hela livslängd svaret då har generna en mat-oberoende effekt på livslängden. Detta utesluter inte möjligheten att uttrycket av gener av intresse är mat-lyhörda, i vilket fall informationen som bärs av dessa gener inte överförs till livslängd.
Nästa steg i protokollet är att bestämma hur uttrycket nivåer förändras under bred-range DR för generna av intresse. I figur 1Billustrera vi detta genom uttrycket nivåer av transkriptionell reporter av daf-7, som visar ett svar på förändringar i mat-nivå i ASI sensoriska nervceller. I en daf-7(-) mutant ändras uttrycket svaret av transkriptionell reporter. Om generna av intresse verkligen mat-svarar på nivån för livslängden då kan man förvänta sig att deras uttryck ändras också med mat. På motsvarande sätt bör transkriptionell reporter i mutant bakgrunden har en förändrad uttryck-profil som svar på bred-range DR. Det är dock också möjligt att transkriptionell reportern av genen av intresse i en vildtyp bakgrund inte visar ändringar mat-lyhörd i uttryck. I den här situationen kan det indikera en post-transcriptional reglerande effekt som faller utanför tillämpningsområdet för detta protokoll.
I Diana et al. (2017)13, extraherades uttryckets värden för daf-7 i ASI och tph-1 i ADF och NSM. I figur 2Aillustrerar vi uppskattning av uttrycket distributionen i ASI samt ADF för ett visst livsmedel. Att ha flera utläsningar från enda mask bilder tillåter oss att analysera inte bara mängden information kodad självständigt av varje neuron men också den kombinatoriska informationen av hela neural krets (figur 2B-2 C). Att kombinera dessa två information-teoretiska åtgärder tillåter oss att karakterisera systemet när det gäller kodning strategin anställd av nervceller för att förmedla information om mat. Redundansen i kretsen kan erhållas genom att ta summan av den ömsesidiga informationen för varje neuron och subtrahera den gemensamma ömsesidiga information (kanal kapacitet) som erhålls genom att betrakta kombinatoriska avläsning av kretsen. Ett positivt värde av sådan skillnad betecknar en redundant karaktär av kodning strategi eftersom den samlade informationen bland delarna är större än den faktiska informationen kodas av hela kretsen. Omvänt återspeglar ett negativt värde en synergistisk strategi eftersom den sann information kodad är större än summan av dess delar (figur 2B). Information och redundans kan jämföras över olika genotyper att utforska möjliga högre ordning roller av genreglering, exempelvis i Diana o.a. (2017) 13 effekten av daf-7 mutation växlar kodning strategin från redundanta till synergistisk (figur 2C-2D).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig1.jpg"> 
Figur 1 : Svar av livslängd och gen uttryck under bred-range DR. (A) Genomsnittligt livslängden av wild typ N2 stam (svart linje) visar en komplex reaktion på bred-range DR. Omfattningen av detta svar är försvagade i en null mutant av daf-7 genen (röda linjen). Felstaplar representera standardavvikelsen för medelvärdet, poolade data från Entchev et al. (2015) 12. (B) Genomsnittligt uttrycksnivåerna för transkriptionell reporter för daf-7 genen i vildtyp bakgrunden (svart linje) också visa komplexa icke-monoton svar på bred-range DR. I daf-7(-) genetiska bakgrunden uttryck för denna transkriptionell reporter är mycket försvagade och visar lite svar på förändringar i mat-nivå. Felstaplar representera standardavvikelsen för medelvärdet, data från en enskild prövning i Entchev et al. (2015) 12. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56292/56292fig1large.jpg" target="_blank">vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig2.jpg"> 
Figur 2 : Tillämpad metodik. (A) Illustration av tvådimensionella densitet uppskattning av tph-1 uttryck i ADF och daf-7 uttryck i ASI som erhållits från 'ks' R-paketet med hjälp av ett rutnät dimensionen 30 x 30. (B) visualisering av informationen kodas av gemensamma uttryck för tph-1 och daf-7 (hela) och individuellt (summan av delar) för ADF, ASI och NSM nervceller. Redundant och synergistisk tecken av kodning representeras av skillnaden mellan höjden av staplade staplarna till höger och den information som kodas av hela kretsen. (C) jämförelse mellan livsmedelsinformation som kodas av vildtyp djur och daf-7(-) mutanter. (D), minskning av ömsesidig information hos mutanter åtföljs av en switch mot synergistisk kodning. Paneler B-D är anpassade från Diana o.a. (2017) 13. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56292/56292fig2large.jpg" target="_blank">vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bakteriella koncentration (celler/ml)</td>
			<td>Optisk densitet (600nm)</td>
			<td>Utspädningsfaktor (från tidigare)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.12E + 10</td>
			<td>56.000</td>
			<td>0.00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 09</td>
			<td>10.000</td>
			<td>5,60</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 08</td>
			<td>3.160</td>
			<td>3.16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 07</td>
			<td>0,316</td>
			<td>10,00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 07</td>
			<td>0,100</td>
			<td>3.16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0 (S basal)</td>
			<td>0.000</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabell 1: mat nivåer och utspädningsfaktorer som används i bred-range DR. Bakterierl koncentrationer (celler/mL) används i bred-range DR protokollet, tillsammans med deras respektive OD600 mätningar och utspädningsfaktorn krävs för att uppnå varje koncentration från den föregående.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td colspan="7">Experimentell temperatur av livslängd</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dag</td>
			<td>12,5 ° C</td>
			<td>15° C</td>
			<td>17,5 ° C</td>
			<td>20° C</td>
			<td>22,5 ° C</td>
			<td>25° C</td>
			<td>27,5 ° C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-12</td>
			<td colspan="7">Chunk alla stammar till färska NGM plattor och upprätthålla vid 20° C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-11</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-10</td>
			<td colspan="7">Ställa in P0 generation av daf-7(-) stammar och underhålla vid 20° C (1 L4 per platta, 5 plattor)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td colspan="7">Ställa in P0 generation av vildtyp stammar och underhålla vid 20° C (1 L4 per platta, 5 plattor)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-7</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-6</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-5</td>
			<td colspan="7">Ställa in F1-generationen av daf-7(-) stammar och underhålla vid 20° C (1 L4 per platta, 90 plattor)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td colspan="7">Ställa in F1-generationen av vildtyp stammar och underhålla vid 20° C (1 L4 per platta, 30 plattor)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-3</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-1</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td colspan="7">Plocka F2 L4 larver till &#62; ägg-5 RNAi plattor och underhålla vid 20° C (15 L4 per platta, 24 tallrikar)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td colspan="7">Flytta 1 - dag-gammal vuxna till NSC plattor som ympats med 2.0E + 9 celler/ml mat nivå och upprätthålla vid 20 ° C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td colspan="7">Flytta 2 - dag-gammal vuxna NSC plattor som ympats med experimentell mat villkor och experimentella temperatur</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>11</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>13</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>14</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>17</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18</td>
			<td>Överföring</td>
			<td>Överföring</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>19</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>21</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22</td>
			<td>Överföring</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabell 2: schema för livslängder bedrivs vid olika temperaturer. Schematisk översikt över de steg som behövs för att ställa in bred-range DR livslängd experiment vid olika temperaturer med daf-7(-) och vildtyp stammar som exempel. Antalet överföringar till färska plattor av varje experimentell mat nivå minskar med ökande temperatur. Detta är att redogöra för det faktum att djur vid högre temperaturer åldras snabbare och så en mer benägna att fysiska skador per överföring.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Dagar</td>
			<td>IMA</td></tr></tbody></table>Ging Pipeline
		
		<tr>
			<td>-14</td>
			<td>Chunk reporter stammar i daf(-) bakgrund. Underhåll vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-13</td>
			<td>Chunk reporter stammar i vildtyp bakgrunden. Underhåll vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-12</td>
			<td>Ställa in P0 generation av daf-7(-) reporter stammar. Använd 3 L4 larver per 10cm NGM platta. Använda 2 plattor och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-10</td>
			<td>Ställa in P0 generation av vildtyp reporter stammar. Använd 3 L4 larver per 10cm NGM platta. Använda 2 plattor och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-8</td>
			<td>Ställa in F1-generationen av daf-7(-) reporter stammar. Använd 3 L4 larver per 10cm NGM platta. Använda 12 tallrikar och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-6</td>
			<td>Ställa in F1-generationen av vildtyp reporter stammar. Använd 3 L4 larver per 10cm NGM platta. Använda 4 tallrikar och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-3</td>
			<td>Bleach daf-7(-) reporter stammar i eftermiddag (~ 5 pm) och deponera äggen på 3 10cm NGM tallrikar och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-2</td>
			<td>Blekmedel vildtyp reporter stammar i morgon (~ 10 am) och insättning ägg på 3 10 cm NGM plattor och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td>Tvätta L4 till 10 cm ägg-5 RNAi plattor. Använda 3 plattor per stam och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>Tvätta 1 dag vuxna till NSC plattor som ympats med 2.0E + 9 celler / ml. använda 3 plattor per stam och underhålla vid 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>Tvätta 2 dag vuxna till NSC plattor seedade med experimentell mat nivåer. Använd 3 plattor per stam och Skift till experimentella temperatur.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Överföra till färska NSC plattor. Använda 3 plattor per stam och underhålla vid experimentell temperatur.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Överföra till färska NSC plattor. Använda 3 plattor per stam och underhålla vid experimentell temperatur.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>Välj djur av plattor och förbereda för avbildning.</td>
		</tr>
	

Tabell 3: schema för imaging pipeline. Schematisk översikt över de steg som behövs för att ställa in bred-range DR imaging experiment med fluorescerande transkriptionell reporter stammar i daf-7(-) och vildtyp bakgrunder vid olika temperaturer som exempel.

Watch this Scientific Journal Video about Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans at JoVE.com

Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans

Kvantifiering av Information kodas av genen uttryck nivåer under livslängden modulering enligt bred-range kosttillskott begränsning i C. elegans

Här presenterar vi en ram för att avse genuttryck och livslängd bred-range dietrestriktioner. Vi beskriver protokoll för bred-range dietrestriktioner och kvantitativ avbildning av genuttryck under detta paradigm. Vi beskriva ytterligare computational analyser för att avslöja underliggande information bearbetning funktioner av genetiska kretsar involverade i mat-sensing.

Sensory systems allow animals to detect, process, and respond to their environment. Food abundance is an environmental cue that has profound effects on ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Genetics

Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans

Gene Expression

SCIENTISTS IN ACTION

Parallel Measurement of Circadian Clock Gene Expression and Hormone Secretion in Human Primary Cell Cultures

Parallell Mätning av dygnsrytm klocka genuttryck och hormon i mänskliga primära cellkulturer

Circadian clocks are functional in all light-sensitive organisms, allowing for an adaptation to the external world by anticipating daily environmental ...

Optogenetic Random Mutagenesis Using Histone-miniSOG in C. elegans

Optogenetic Random Mutagenesis Using Histone-miniSOG in C. elegans

Optogenetic Slumpmässig mutagenes med användning Histon-miniSOG i<em&gt; C. elegans</em

Forward genetic screening in model organisms is the workhorse to discover functionally important genes and pathways in many biological processes. In most ...

Studying Cell Cycle-regulated Gene Expression by Two Complementary Cell Synchronization Protocols

Studierande cellcykelreglerade genuttryck av två komplementära cellsynkroniseringsprotokoll

The gene expression program of the cell cycle represents a critical step for understanding cell cycle-dependent processes and their role in diseases such ...

Retroviral Scanning: Mapping MLV Integration Sites to Define Cell-specific Regulatory Regions

Retroviral Scanning: Kartläggning av MLV-integrationswebbplatser för att definiera cellspecifika reglerande regioner

Moloney murine leukemia (MLV) virus-based retroviral vectors integrate predominantly in acetylated enhancers and promoters. For this reason, mLV ...

Measuring mRNA Levels Over Time During the Yeast S. cerevisiae Hypoxic Response

Measuring mRNA Levels Over Time During the Yeast S. cerevisiae Hypoxic Response

Mäta mRNA nivåer över tid under den jäst S. cerevisiae hypoxisk svar

Complex changes in gene expression typically mediate a large portion of a cellular response. Each gene may change expression with unique kinetics as the ...

Exploring the Root Microbiome: Extracting Bacterial Community Data from the Soil, Rhizosphere, and Root Endosphere

Utforska den roten mikrobiomet: extrahera bakteriell gemenskapen Data från jord, odlingsbädden och rot Endosphere

The intimate interaction between plant host and associated microorganisms is crucial in determining plant fitness, and can foster improved tolerance to ...

Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System (REQS)

Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS

Mäta motion nivåer i Drosophila melanogaster använder den roterande motion kvantifiering systemet (REQS)

Drosophila melanogaster is a new model organism for studies in exercise biology. To date, two main exercise systems, the Power Tower and the Treadwheel ...

The Replica Set Method: A High-throughput Approach to Quantitatively Measure Caenorhabditis elegans Lifespan

The Replica Set Method: A High-throughput Approach to Quantitatively Measure Caenorhabditis elegans Lifespan

Den replika Set-metoden: En hög genomströmning strategi att kvantitativt mäta Caenorhabditis elegans livslängd

The Replica Set method is an approach to quantitatively measure lifespan or survival of Caenorhabditis elegans nematodes in a high-throughput manner, thus ...

The Use of Mouse Splenocytes to Assess Pathogen-associated Molecular Pattern Influence on Clock Gene Expression

Användning av musen Splenocytes att bedöma patogen-associerade molekylära mönster inflytande på klocka genuttryck

From behavior to gene expression, circadian rhythms regulate nearly all aspects of physiology. Here, we present a methodology to challenge mouse ...

Maintaining Biological Cultures and Measuring Gene Expression in Aphis nerii: A Non-model System for Plant-insect Interactions

Maintaining Biological Cultures and Measuring Gene Expression in Aphis nerii: A Non-model System for Plant-insect Interactions

Att upprätthålla biologiska kulturer och mäta genuttryck i Aphis nerii: icke-modellsystem för växt-insekt interaktioner

Aphids are excellent experimental models for a variety of biological questions ranging from the evolution of symbioses and the development of polyphenisms ...