Name: a high-throughput assay for the prediction of chemical toxicity by automated phenotypic profiling of caenorhabditis elegans
Uploaded: 2019-03-14T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans at JoVE.com

Forfatterne takker CGC for vennlige sende den C. elegans. Dette arbeidet ble støttet av National nøkkelen forskning og utvikling Program i Kina (#2018YFC1603102, #2018YFC1602705); National Natural Science Foundation Capital Health Research og utvikling av spesialprosjekt i Beijing (#2011-1013-03), fondet åpningen av Beijing nøkkel Laboratory miljø toksikologi (# Kina Grant (#31401025, #81273108, #81641184) 2015HJDL03), og Natural Science Foundation i Shandong i Folkerepublikken Kina (ZR2017BF041).

Protokollen følger retningslinjene som dyr pleie av dyr etikk Beijing sentrum for sykdomsforebygging og kontroll i Kina.
1. kjemisk forberedelse
<ol><li>Få kjemikalier (tabell 1 og Tabell for materiale).</li>
	<li>Angi høyeste og laveste dosering av personlige kjemikalier for en minimum konsentrasjon av 100% dødelighet (LC100, 24 h) og en maksimal konsentrasjon av 100% nonlethality (LC0, 24 h) til ormer. Bruk minst seks fortynninger av den høyeste konse...

<ol>
	<li>Anderson, G. 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=Assessing+behavioral+toxicity+with+Caenorhabditis+elegans.">Assessing behavioral toxicity with Caenorhabditis elegans.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 23 (5), 1235-1240 (2004).</li><li>Boyd, W. 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=A+high-throughput+method+for+assessing+chemical+toxicity+using+a+Caenorhabditis+elegans+reproduction+assay.">A high-throughput method for assessing chemical toxicity using a Caenorhabditis elegans reproduction assay.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 245 (2), 153-159 (2010).</li><li>Boyd, W. A., Williams, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+sensitivity+of+three+nematode+species+to+copper+and+their+utility+in+aquatic+and+soil+toxicity+tests.">Comparison of the sensitivity of three nematode species to copper and their utility in aquatic and soil toxicity tests.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 22 (11), 2768-2774 (2003).</li><li>Dengg, M., van Meel, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+as+model+system+for+rapid+toxicity+assessment+of+pharmaceutical+compounds.">Caenorhabditis elegans as model system for rapid toxicity assessment of pharmaceutical compounds.</a> Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 50 (3), 209-214 (2004).</li><li>Schouest, K., 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=Toxicological+assessment+of+chemicals+using+Caenorhabditis+elegans+and+optical+oxygen+respirometry.">Toxicological assessment of chemicals using Caenorhabditis elegans and optical oxygen respirometry.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 28 (4), 791-799 (2009).</li><li>Sprando, R. 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=A+method+to+rank+order+water+soluble+compounds+according+to+their+toxicity+using+Caenorhabditis+elegans,+a+Complex+Object+Parametric+Analyzer+and+Sorter,+and+axenic+liquid+media.">A method to rank order water soluble compounds according to their toxicity using Caenorhabditis elegans, a Complex Object Parametric Analyzer and Sorter, and axenic liquid media.</a> Food and Chemical Toxicology. 47 (4), 722-728 (2009).</li><li>Wang, D., Xing, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+locomotion+behavioral+defects+induced+by+acute+toxicity+from+heavy+metal+exposure+in+nematode+Caenorhabditis+elegans.">Assessment of locomotion behavioral defects induced by acute toxicity from heavy metal exposure in nematode Caenorhabditis elegans.</a> Journal of Environmental Sciences (China). 20 (9), 1132-1137 (2008).</li><li>Leung, M. C., 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=Caenorhabditis+elegans:+an+emerging+model+in+biomedical+and+environmental+toxicology.">Caenorhabditis elegans: an emerging model in biomedical and environmental toxicology.</a> Toxicological Sciences. 106 (1), 5-28 (2008).</li><li>Li, Y., 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=Correlation+of+chemical+acute+toxicity+between+the+nematode+and+the+rodent.">Correlation of chemical acute toxicity between the nematode and the rodent.</a> Toxicology Research. 2 (6), 403-412 (2013).</li><li>Boyd, W. 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=Effects+of+genetic+mutations+and+chemical+exposures+on+Caenorhabditis+elegans+feeding:+evaluation+of+a+novel,+high-throughput+screening+assay.">Effects of genetic mutations and chemical exposures on Caenorhabditis elegans feeding: evaluation of a novel, high-throughput screening assay.</a> PLoS One. 2 (12), 1259 (2007).</li><li>Xian, B., 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=WormFarm:+a+quantitative+control+and+measurement+device+toward+automated+Caenorhabditis+elegans+aging+analysis.">WormFarm: a quantitative control and measurement device toward automated Caenorhabditis elegans aging analysis.</a> Aging Cell. 12 (3), 398-409 (2013).</li><li>Gao, 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=Classification+and+prediction+of+toxicity+of+chemicals+using+an+automated+phenotypic+profiling+of+Caenorhabditis+elegans.">Classification and prediction of toxicity of chemicals using an automated phenotypic profiling of Caenorhabditis elegans.</a> BMC Pharmacology and Toxicology. 19 (1), 18 (2018).</li><li>Moyson, 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=Mixture+effects+of+copper,+cadmium,+and+zinc+on+mortality+and+behavior+of+Caenorhabditis+elegans.">Mixture effects of copper, cadmium, and zinc on mortality and behavior of Caenorhabditis elegans.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 37 (1), 145-159 (2018).</li><li>Wang, X., 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+DMSO+is+dependent+on+sir-2.1+and+daf-16.">Lifespan extension in Caenorhabditis elegans by DMSO is dependent on sir-2.1 and daf-16.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 400 (4), 613-618 (2010).</li><li>Boyd, W. 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=Developmental+Effect+of+the+ToxCast+Phase+I+and+Phase+II+Chemicals+in+Caenorhabditis+elegans+and+Corresponding+Responses+in+Zebrafish,+Rats,+and+Rabbits.">Developmental Effect of the ToxCast Phase I and Phase II Chemicals in Caenorhabditis elegans and Corresponding Responses in Zebrafish, Rats, and Rabbits.</a> Environmental Health Perspectives. 124 (5), 586-593 (2016).</li></ol>

Fordelene med C. elegans har ført til økende bruk i toksikologi9, både mekanistisk studier og høy gjennomstrømming screening tilnærminger. En øket rolle for C. elegans i utfyller andre modellsystemer i toksikologiske forskning har vært bemerkelsesverdig de siste årene, spesielt for rask toksisitet vurdering av nye kjemikalier. Denne artikkelen inneholder en ny analysen av høy gjennomstrømning og kvantitative screening av ormen fenotyper i en 384-vel plate for automatis...

Sammen med den raske utviklingen av kjemiske forbindelser på industriell produksjon og folks daglige liv, er det viktig å studere toksisitet testing modeller for kjemikalier. I mange tilfeller er den gnager dyremodell ansatt å vurdere den potensielle toksisitet av ulike kjemikalier på helse. Vanligvis er bestemmelse av dødelige konsentrasjoner (dvs. assayed 50% dødelig dose [LD50] ulike kjemikalier) brukt som tradisjonelle parameteren i en gnager (rotte/mus) modell i vivo, som er tidkrevende og svært dyre. Dessuten, på grunn av redusere, avgrense eller erstatte (3R) prinsipp som er sentrale for dyrevelferd og etikk, nye metoder som tillater utskifting av dyr er verdifulle forskning1,2,3 . C. elegans er et frittlevende Rundormer som er isolert fra jord. Det har vært mye brukt som en forskning organisme i laboratoriet på grunn av sin fordelaktige egenskaper, som kort lifespan, lett dyrking og effektiv gjengivelse. I tillegg er mange grunnleggende biologiske banene, inkludert grunnleggende fysiologiske prosesser og stressresponser i C. elegans, bevart i høyere pattedyr4,5,6,7 , 8. et par sammenligninger vi og andre har gjort, det er en god samsvar mellom C. elegans giftighet og toksisitet i gnagere9. Alt dette gjør C. elegans en god modell for å teste effekten av kjemiske toksisitet i vivo.
Nylig kvantifisert noen studier fenotypiske funksjonene C.elegans. Funksjonene kan brukes å analysere toksisitet av kjemikalier2,3,10 og aldring av ormer11. Vi har også utviklet en metode som kombinerer en flytende orm dyrking og et bilde analyse systemet, der ormer er kultivert i en 384-vel plate under forskjellige kjemiske behandlinger12. Dette kvantitativ teknikk er utviklet for å automatisk analysere 33 parameterne C. elegans etter 12-24h kjemisk behandling i en 384-vel plate med flytende medium. En automatisert mikroskop scenen brukes for eksperimentelle video oppkjøpet. Videoene er behandlet av en tilpasset designet program og 33 funksjoner for ormer flytte atferd er kvantifisert. Metoden er brukt om å kvantifisere av ormen fenotyper under behandling av 10 forbindelser. Resultatene viser at ulike toksisitet kan endre av fenotyper C.elegans. Disse kvantifisert fenotyper kan brukes til å identifisere og forutsi Akutt toksisitet av ulike kjemiske forbindelser. Det overordnede målet med denne metoden er å tilrettelegge for observasjon og fenotypiske kvantifisering eksperimenter med C. elegans i en. Denne metoden er nyttig for programmet C. elegans kjemiske giftighet evalueringer og fenotypen quantifications, som hjelper forutse Akutt toksisitet av ulike kjemiske forbindelser og opprette en prioritet for mer tradisjonelle kjemiske giftighet vurdering tester i en gnager modell. I tillegg kan denne metoden brukes toksisitet screening og testing av nye kjemikalier eller sammensatte som mat additiv agent forurensning, pharmacautical forbindelser, miljømessige eksogene sammensatte og så videre.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:959px;" width="957">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">2-Propanol</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">59300</td>
			<td style="width:407px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">384-well plates</td>
			<td style="width:171px;">Throme</td>
			<td style="width:175px;">142761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Agar</td>
			<td>Bacto</td>
			<td style="width:175px;">214010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Atropine sulfate</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">PHL80892</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Bleach buffer</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td>0.5 mL of 10 M NaOH, 0.5 mL of5% NaClO, 9 mL ofultrapure water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Cadmium chloride</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">202908</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Calcium chloride</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">21074</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">CCD camera</td>
			<td style="width:171px;">Zeiss</td>
			<td style="width:175px;">AxioCam HRm</td>
			<td style="width:407px;">Zeiss microscopy GmbH</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Cholesterol</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">C8667</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Copper(II) sulfate</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">451657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Ethanol</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">24105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Ethylene glycol</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">324558</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Glycerol</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">G5516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">K-Medium</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:407px;">3.04 g of NaCl and 2.39 g of KCl in 1 L ultrapure water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">LB Broth&#160;</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:407px;">10&#160;g/L&#160;Tryptone,&#160;5&#160;g/L&#160;Yeast&#160;Extract,&#160;5&#160;g/L&#160;NaCl&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Magnesium sulfate heptahydrate</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">63140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:207px;">NGM Plate</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:407px;">3 g ofNaCl, 17 g ofagar, 2.5 g ofpeptone in 1 L of ultrapure water, after autoclave add 1 mL of cholesterol (5 mg/mL in ethanol), 1 mL of MgSO4 (1 M), 1 mL of CaCl2 (1 M), 25 mL of PPB buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Peptone</td>
			<td>Bacto</td>
			<td style="width:175px;">211677</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Potassium chloride</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">60130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Potassium phosphate dibasic</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">795496</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Potassium phosphate monobasic</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">795488</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">PPB buffer</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:407px;">35.6 g of K2HPO4, 108.3 g of KH2PO4 in 1 L ultrapure water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">shaker</td>
			<td style="width:171px;">ZHICHENG</td>
			<td style="width:175px;">ZWY-200D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Sodium chloride</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">71382</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Sodium fluoride</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">s7920</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Sodium hydroxide</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">71690</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Sodium hypochlorite solution</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">239305</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">The link of program</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:407px;">https://github.com/weiyangc/ImageProcessForWellPlate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tryptone</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">T7293</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Yeast extract</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:175px;">Y1625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Zeiss automatic microscope&#160;</td>
			<td style="width:171px;">Zeiss</td>
			<td style="width:175px;">AXIO Observer.Z1</td>
			<td style="width:407px;">Zeiss automatic microsco with peproprietary software Zen2012 and charge coupled device(CCD) camera</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a high-throughput assay for the prediction of chemical toxicity by automated phenotypic profiling of caenorhabditis elegans

Bruk toksisitet testing av kjemikalier i høyere orden organismer, som mus eller rotter, er tidkrevende og kostbar, deres lang levetid og vedlikeholdsproblemer. Tvert imot, Rundormer Caenorhabditis elegans (C. elegans) har fordeler å gjøre det et ideelt valg for toksisitet testing: en kort levetid, lett dyrking og effektiv gjengivelse. Her beskriver vi en protokoll for automatisk fenotypiske profilering C. elegans i en 384-vel plate. Rundormer ormer er kultivert i en 384-vel plate med flytende medium og kjemisk behandling, og videoer er tatt av hver brønn å kvantifisere kjemiske påvirkning på 33 ormen funksjoner. Eksperimentelle resultater viser at funksjonene kvantifisert fenotypen kan klassifisere og forutsi Akutt toksisitet for ulike kjemiske forbindelser og opprette en prioritet for mer tradisjonelle kjemiske giftighet vurdering tester i en gnager modell.

Vi har testet av fenotyper ormer utsatt for ulike konsentrasjoner av mer enn 10 kjemikalier12. I testen kvantifisert 33 forskjellige funksjoner for hver kjemisk ved tre tidspunkt (0 h, 12t og 24 h). En sammenligning mellom en håndbok og en automatisk analyse av en levetid analysen var tidligere gjort11,12. I denne analysen fant vi at kjemikalier og konsentrasjoner kan påvirke av ormen fenotyper. En oversi...

Watch this Scientific Journal Video about A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans at JoVE.com

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

Kvantitativ metode er utviklet for å identifisere og forutsi Akutt toksisitet av kjemikalier ved å automatisk analysere fenotypiske profilering av Caenorhabditis elegans. Denne protokollen beskriver hvordan å behandle ormer med kjemikalier i en 384-vel plate, fange video og kvantifisere toksikologiske relaterte fenotyper.

En høy gjennomstrømming analysen for prediksjon av kjemiske giftighet av automatisert fenotypiske profilering av Caenorhabditis elegans

Applying toxicity testing of chemicals in higher order organisms, such as mice or rats, is time-consuming and expensive, due to their long lifespan and ...

C.elegans toksikologiske analyse er verdifull. Denne protokollen beskriver hvordan man behandler C.elegans med kjemikalier i en 384-brønns plate, fanger opp videoer og kvantifiserer toksikologiske relaterte fenotyper. Denne metoden kan bidra til å identifisere og forutsi et kjemikalies potensielle akutte toksisitet.Denne kvantitative teknikken er utviklet for å automatisk analysere de 33 parametrene til C.elegans etter 12 til 24 timers kjemisk behandling i en 384-brønns plate med flytende medium. C.elegans er verdifull som en god modell for rask toksisitetsvurdering for nye kjemikalier. Som mus, det kan brukes til toksisitet screening og testing av nye kjemikalier, eller sammensatte som tilsetningsstoffet forurensning, farmasøytisk forbindelse, miljø eksogene sammensatte, og så videre.Les protokollen nøye og følg alltid med trinnvis, så vil du være den gode. Visuell demonstrasjon er enklere for brukeren å se driften av hvert trinn, og resultatet av operasjonen. Demonstrere prosedyren vil være Wenjing Zhang og Gaochao Han.De er uteksaminerte studenter fra laboratoriet mitt. For å begynne, gjennomføre en foreløpig orm dødelighet test for et nytt kjemikalie, for å bestemme den høyeste dosen, og den laveste dosen, som er minimum konsentrasjonen av 100% dødelighet, og maksimal konsentrasjon av 100% ikke-dødelighet. For dette eksperimentet, forberede syv gradientkonsentrasjoner av kadmiumklorid.For å forberede to ganger den høyeste konsentrerte vandige løsningen, oppløs 92,8 milligram kadmiumklorid fast pulver i et sentrifugerør fylt med åtte milliliter K medium. Vortex å blande. Etter at pulveret er fullstendig oppløst, bruk en pipette til å fylle opptil 10 milliliter.Forbered de andre konsentrasjonsnivåene ved fortynning med K medium. I en super ren benk, bruk en steril spiss for å velge en enkelt koloni av E.coli OP50 fra strekplaten, og legg den i kolben med 100 milliliter LB kjøttkraft for å inokulere kolonien. Vokse det over natten på 37 grader Celsius i inkubator shaker.Hell NGM i en 90 milliliter plast Petri plate. Seed hver plate med 300 mikroliter E.coli OP50-oppløsning. Inkuber N2 ormer på NGM plater med OP50 på 20 grader Celsius i ca 2 til 3 dager, til de fleste ormene har nådd voksenstadiet.Med sterilt vann, vask ned gravid ormer i en 15 milliliter steril konisk sentrifuge rør for å høste. La ormene slå seg ned i minst 2 minutter. Aspirer vannet og tilsett fem milliliter blekebuffer.Vortex røret i fem minutter, og legg deretter røret i en sentrifuge for å spinne på en relativ sentrifugalkraft på 1300 i 30 sekunder for å pellet eggene. Bruk en pipette til å aspirere supernatanten. Tilsett fem milliliter sterilisert vann i røret for å vaske eggene, og virvle røret i fem sekunder.Sentrifuger røret i 30 sekunder, med en relativ sentrifugalkraft på 1300. Fjern supernatant og tilsett fem milliliter sterilisert vann for å vaske igjen. Pipette eggene på en ny NGM plate med OP50.Inkuber dem ved 20 grader Celsius over natten. Neste morgen når de klekkede ormene L1-scenen. Etter ca. 40 timer når ormene L4-scenen.Med K medium, vask L4-scenen ormer av Petri plater i en 50 milliliter steril konisk rør. Pipette 50 mikroliter av ormen væske fra røret til et glass lysbilde. Under et stereomikroskop, bruk en pipette til å justere konsentrasjonen av ormer til ca 40 dyr per 100 mikroliter K medium.Tilsett 50 mikroliter av det tilberedte mediet i hver brønn av 384-brønnplaten. Disse synkroniserte L4-stadieormene er klare for å følge behandling av kjemikalier. Før du legger til kjemikaliene, plasserer du 384-brønnplaten, med de synkroniserte ormene på den automatiske fasen, og setter opp videokamera med den programmerte oppkjøpsprosedyren.I 384-brønnplaten behandles ormer med seks til syv doser av hvert enkelt kjemikalie, med åtte parallelle brønner som inneholder 50 mikroliter av de to ganger kjemiske løsningen for hver dosering. Forbered minst tre grupper på åtte parallelle brønner av K medium som en kontroll. Tilsett 50 mikroliter av den to ganger kjemiske løsningen for hver brønn.Angi klokkeslettet som nulltimerspunkt. Deretter legger du 384-brønnsplaten i inkubatorshakeren satt til 20 grader Celsius, og 80 omdreininger per minutt. Etter ønsket tid, fjern platen fra inkubatoren, og overfør den til det automatiske stadiet.Ta videoer av hver brønn av platen, på 12 timer, og på 24 timer for å sjekke fenotypene til ormene. Hvis du vil begynne å behandle den eksperimentelle videoen, overfører du videofilene til datamaskinen. Via det grafiske brukergrensesnittet klikker du på Velg-knappen for å velge kildebildekatalogen.Legg til den midterste resultatkatalogen. De midterste resultatene inkluderer de segmenterte bildene, som er nyttige for visuell observasjon av de bearbeidede bildene. Legg til den endelige resultatkatalogen i grensesnittet.Angi parameteren for gjennomsnittlig ormstørrelse på 2 000 i tekstboksen Ormstørrelse i grensesnittet. Angi terskelen for flyttet forhold på 0,93 i grensesnittet. Klikk på Analyser-knappen for å starte bildebehandlingen.Programmet utviklet kan gjenkjenne ormer og kvantifisere fenotyper automatisk. I dette eksperimentet ble 33 forskjellige trekk kvantifisert for kadmiumkloridbehandling på tre tidspunkter, null-time, 12 timer og 24 timer. Eksperimentelle bilder viser at ormene døde raskere etter hvert som den kjemiske konsentrasjonen økte.I begynnelsen var det ingen signifikant forskjell mellom kontroll og kjemiske behandlinger. Etter 12 timers behandling ble ormene behandlet med høy konsentrasjon rettere og mindre buet enn ved lavere konsentrasjoner eller i kontrollgrupper. Den store akselengden på ormkroppen dekket regionen økte etter hvert som tiden økte.Det er også en gradienttrend fra lavere til høyere kjemiske konsentrasjoner både i hovedaksen og i den mindre akselengden. Ormenes motilitet, basert på området og forholdet, viste lignende mønstre. Ingen signifikant forskjell ble observert i begynnelsen.Etter hvert som tiden gikk, viste ormene i kontrollgruppen en stabil reduksjon i motilitet. Etter 12 og 24 timer viste ormene som ble behandlet med kadmiumklorid signifikante forskjeller i motilitet, sammenlignet med kontrollgrupper. I tillegg viste ormene under høyere konsentrasjonsbehandlinger en svakere motilitet, sammenlignet med ormene under lavere konsentrasjonsbehandlinger.Oppsummert baner denne teknikken en måte å raskt toksisitetsvurdering på flere områder. Forskere som kan bruke metoden til nødanalyse av toksisitet i matbåren toksisitet, sikkerhetsevaluering av farmasøytiske forbindelser, samt akutt toksisitet screening, og påvisning av nye kjemikalier, og miljømessige eksogene forbindelser. Kadmiumklorid er et giftig stoff.Bruk hansker og maske under håndteringen, og følg bruksanvisningen.

Research

JoVE Journal

Environment

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

Fastsettelse av Microbial Ekstracellulær enzymaktivitet i Waters, jord og sedimenter ved hjelp av høy gjennomstrømming for mikro Analyser

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

High-throughput Fluorometric Measurement of Potential Soil Extracellular Enzyme Activities

Høy gjennomstrømming Fluorometrisk Måling av mulig Jord Ekstracellulære enzymaktivitet

Microbes in soils and other environments produce extracellular enzymes to depolymerize and hydrolyze organic macromolecules so that they can be ...

Optimized Negative Staining: a High-throughput Protocol for Examining Small and Asymmetric Protein Structure by Electron Microscopy

Optimalisert negativ farging: en High-throughput Protokoll for Undersøke Liten og Asymmetric Protein struktur ved elektronmikroskopi

Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of ...

Physical, Chemical and Biological Characterization of Six Biochars Produced for the Remediation of Contaminated Sites

Fysisk, kjemisk og biologisk karakterisering av Seks Biochars Produserte for opprydding av forurenset nettsteder

The physical and chemical properties of biochar vary based on feedstock sources and production conditions, making it possible to engineer biochars with ...

High-throughput Screening of Recalcitrance Variations in Lignocellulosic Biomass: Total Lignin, Lignin Monomers, and Enzymatic Sugar Release

Høy gjennomstrømming Screening av recalcitrance Variasjoner i lignocellulose Biomasse: Total Lignin, lignin Monomers, og Enzymatisk Sugar Slipp

The conversion of lignocellulosic biomass to fuels, chemicals, and other commodities has been explored as one possible pathway toward reductions in the ...

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

Høy gjennomstrømming, Mikroskala protokollen for analyse av behandling parametere og ernæringsmessige egenskaper i mais (Zea mays L.)

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...

A 3-dimensional (3D)-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying

A 3-dimensional 3D-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying

En 3-dimensjonale (3D)-skrevet mal for høy gjennomstrømning sebrafisk Embryo stiller opp

The zebrafish is a globally recognized fresh water organism frequently used in developmental biology, environmental toxicology, and human disease related ...

High-throughput Siderophore Screening from Environmental Samples: Plant Tissues, Bulk Soils, and Rhizosphere Soils

Høy gjennomstrømming Siderophore Screening fra miljøprøver: plante vev, Bulk jord og Rhizosphere jord

Siderophores (low-molecular weight metal chelating compounds) are important in various ecological phenomenon ranging from iron (Fe) biogeochemical cycling ...

Using Caenorhabditis elegans for Studying Trans- and Multi-Generational Effects of Toxicants

Using Caenorhabditis elegans for Studying Trans- and Multi-Generational Effects of Toxicants

Bruke Caenorhabditis elegans for å studere trans-og multi-generasjons effekter av toxicants

Information about toxicities of chemicals are essential in their application and waste management. For chemicals at low concentrations, the long-term ...

Standardized Methods for Measuring Induction of the Heat Shock Response in Caenorhabditis elegans

Standardized Methods for Measuring Induction of the Heat Shock Response in Caenorhabditis elegans

Standardiserte metoder for måling av induksjon av varmesjokkresponsen i caenorhabditis elegans

The heat shock response (HSR) is a cellular stress response induced by cytosolic protein misfolding that functions to restore protein folding homeostasis, ...