Name: quantification of information encoded by gene expression levels during lifespan modulation under broad-range dietary restriction in c. elegans
Uploaded: 2017-08-16T15:00:00.000+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

우리는 Bargmann 및 Horvitz 실험실을 시 약에 대 한 감사합니다. 일부 변종 CGC, NIH 연구 인프라 프로그램 (P40 OD010440)의 사무실에 의해 자금에 의해 제공 되었다. 우리는 또한 원고에 대 한 의견 M. Lipovsek 감사합니다. 이 연구는 Wellcome 트러스트 (그랜트 087146 프로젝트: Q.C.), BBSRC (BB/H020500/1 및 BB/M00757X/1 Q.C.), 유럽 연구 위원회 Q.C. (NeuroAge 242666), 미국 국립 보건원 (R01AG035317 및 R01GM088333 H.L.에), 및 미국에 의해 지원 되었다 국립 과학 재단 (H.L., M.Z.에 0946809 GRFP에 0954578).

<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>

저자는 공개 없다.

여기, 우리는 훨씬 광범위 한 식품 농도 보다 이전에 게시 프로토콜을 캡슐화 하는 식이 제한에 대 한 새로운 방법을 제시. 이 방법은 링크 C. 선 충 박사 문학에서 본 두 이전 별도 현상, 세균성 부족과 수 두 식이 효과 수 있도록 클래식 식이 제한 연구 한 프로토콜. 새로운 확장 범위 박사 패러다임을 사용 하 여, 특정 환경 큐에 응답에 단일 세포 유전자 발현을 검토 하 고이 셀 정보를 인코딩 하는 방법에 대 한 일반적인 프레임 워크 선물이. 우리의 프레임 워크 수명 및 양적 이미지를 각각 수행 하는 방법을 보여 주는 두 개의 실험 프로토콜을 광범위 한 범위에서 이러한 실험 프로토콜에서 박사 데이터 다음 시험 될 수 있다에서 제공 하는 전산 분석 다른 음식 조건에서 변화 유전자 식 수준이 나 수명에 의해 인코딩된 정보를 계량 하이 프레임 워크.
넓은 범위의 박사 패러다임을 사용 하 여 수명 실험 포함 6 가지 음식 수준 (표 1). 이 적은 음식 수준, 규정식 부족10,11 등에서 장 수 검사 또는 먹고 2 유전 배경35를 사용 하 여 보다 더 많은 접근을 필요로 합니다. 그러나, 단일 조건 하에서 수명에서 검토 박사에서 유전자의 역할의 해석을 제한할 수 있습니다. 예를 들어 우리는 최근에 daf-7 돌연변이 야생 타입 동물12 (그림 1A)에 비해 음식 농도에 대 한 응답의 양방향 감쇠는 보여주었다. 식품의 부재, daf-7 돌연변이 야생 타입 동물에 비해 그들의 수명 단축을 표시 합니다. 우리만 식이 부족을 고려 했다, 만약 우리 것 이라고 해석 하는 daf-7 유전자, 만 수명 확장에 필요한 사실 daf-7 역할은 더 복잡 한 되 고. 따라서, 프로토콜의이 부분의 중요 한 결과 여부 관심사의 유전자를 설정 하는 음식에는 전체 수명의 변화에 대응을 변조에 관여입니다.
다른 방법에 비해이 프로토콜의 주요 장점 중 하나 자손 생산 수명 분석을 진행 하는 동물에서을 제거 하는 새로운 방법을 사용 한다는 것입니다. 대부분 연구 약물 FuDR를 사용 하 여 그들을 렌더링 하는 살 균 성인 생식의 확산을 억제. 그러나, 최근 학문 보여주었다 FuDR 치료 수명17,,1819,20,21, 호출 상태 및 유전자 특정 효과 가질 수 있습니다. 그것의 일반적인 적용을 질문입니다. 이 프로토콜에서 자손 생산의 24 시간을 통해 달성 된다 RNAi의 틴 달걀 껍질의 형성을 억제, 계란-5 유전자를 대상으로 동물의 치료 결과에 선 충 C. oocytes 수정 된 그들의 죽음의22,23. 이 방법의 장점은 매우 늦은 연기 고 그래서 C. 선 충에서 장 수의 주요 레 귤 레이 터는 생식 방해 하지 않습니다.
넓은 범위의 박사 프로토콜의 한 잠재적인 경고는 세균성 농도의 꽉 제어 되도록 세균 확산을 제어 하는 항생제의 사용에 대 한 의존도. 벌레의 용기 내의 세균 확산 C. 선 충16에서 죽음의 주요 원인이 될 알려져 있다. 따라서, NGM agar에 carbenicillin 같은 bacteriostatic 항생제를 사용 하 여 세균 확산을 방지 하 고 비 항생제 컨트롤16에 비해 벌레의 수명을 증가. 항생제, 리 팜 피신36 38항생물질 가족37,멤버 등 특정 유형의 박테리아에 미치는 영향에 관계 없이 C. 선 충 에서 수명 연장 표시 되었습니다. 확산입니다. 그러나, carbenicillin 또는 스 세균성 확산에 미치는 영향에 관계 없이 장 수를 증가할 수 있다 문학에서 증거가 있다.
수명 환경 정보, 신경 네트워크, 유전자 발현에 의해 라우팅 생리학에 전송 되는 복잡 한 계산의 출력으로 볼 수 있습니다. 어떻게 특정 유전자를 이해 하는 방법론을 제공 하는 우리의 프로토콜 환경 정보의이 흐름에 영향을 미칠. 이 문제를 해결 하려면 우리는 신뢰할 수 있는 이미지 처리를 단일 세포 수준에서 유전자 식 응답 분포를 결정 해야 합니다. 뿐만 아니라 음식 풍부에서에 유전자 발현의 평균 응답 변경 하지만 또한 큰 인구에서 전체 통계 분포 나타냅니다 우리의 방법의 적용에 대 한 중요 한 요구를 추정 수 있는. 음식 풍부한 유전자 식 응답의 정확한 설명을 특정 뉴런에 의해 정보 뿐만 아니라 신경 회로 의해 고용 된 코딩 전략 계량 정보 이론의 응용 프로그램 수 있습니다.
이 프로토콜에서 설명 하는 방법의 이미징 및 계산 측면 생물 학적 상황의 큰 집합에 적용 됩니다. 그러나 우리의 작업에서 우리 음식에 관련 된 작은 신경 네트워크에 감지,, 정보 처리 기능 분석에 국한 되지 않습니다 특정 셀 형식이 나 특정 환경 신호 집중. 미래에 이러한 방법론 큰 다양 한 생리 적인 출력에 영향을 미치는 입력된 변수를 잠재적으로 확장할 수 있습니다. 이러한 방식을 어떻게 유전자 규제 네트워크 부호화, 프로세스의 더 큰 이해에 기여 하 고 정보 전송 것입니다.

모든 유기 체는 감지 하 고 그들의 생존을 위해 환경에 변화에 대처할 수 있이 필요가 있다. 동물, 신 시스템 기본 검출기와 변환기의 환경에 대 한 정보는 고 생물의 생존1에 영향을 미칠 수 있는 모든 변화에 생리 적인 응답을 조정 합니다. 음식 풍부한은 환경 큐 여러 상황에 잘 공부 뿐만 아니라 채집2, 등 음식 관련 행동을 조절 하지만 또한 동물의 장 수에 미치는 영향입니다. 수명 변화 음식 풍부에 의해 변조 식이 제한 (DR)으로 알려진 현상 이며 광범위 한 진화 보존3.
꼬마 선 충 선 충 류는 근본적인 생물학 질문을 해결 하기 위한 강력한 모델 시스템입니다. 기술의 과다 웜 게놈 RNAi 및 vivo에서 유전자 기술 편집 등의 조작을 허용 하는 개발 되었습니다. 벌레 및 광학 투명도의 작은 물리적 크기 또한 빌려 스스로 모두 transcriptional 및 변환 형광 기자 들의 비보에 이미징 및 높은 처리량 등의 기술 마이크로4유틸리티. 함께, 이러한 도구 어떻게 신경 회로 직접 동물 행동 검사 밝혀 될 수 있습니다.
C. 선 충 은 bacterivore 이며 여러 가지 방법이 세균성 농도5,6,7,8 조작 하 여 음식 풍부의 정확한 제어를 허용 하는 게시 된 . C. 선 충 연구 커뮤니티 내에서 박사 두 개의 다른 문맥에서 연구 되었습니다. 처음으로 다른 유기 체에서 음식 수준 감소에 대 한 응답에서 본 변화 거울 '클래식 닥터', 불릴 수 있다. 이러한 맥락에서 음식 풍부한 광고 libitum 수준에서 감소 결과 증가 수명에 최적에 도달 하면, 후이 지점 장 수 감소 음식6,7, 더 감소 될 때까지 9. 두 번째 컨텍스트는 박사 C. 선 충 에서 공부 하고있다 어떤 세균성 음식 소스10,11의 완전 한 제거로 벌레의 장 수 증가 규정식 부족 이다. Entchev 외. (2015)12, 우리는 박사가 두 개의 다른 패러다임에서 결과에 복잡성을 시험 될 수 있다 보였다 동시에 컨텍스트에서 우리 용어 '넓은 범위 박사'. 아래에 설명 된 프로토콜을 사용 하 여 유전자의 새로운 클래스 식별 박사에는 양방향으로 음식 풍요에 수명 응답을 조절 하 고 음식12 (그림 1)을 감지 하는 신경 회로에 관련 된.
환경 변화에 동물의 응답 생리학에 환경 정보를 전달 하는 복잡 한 규제 상호 작용을 감각 시스템을 연결 하는 생물학 과정의 순서를 통합 합니다. 같은 "정보 흐름"의 기계적 세부 사항 들은 알려진 하 고, 비록 다른 생물 학적 구성 요소 들이 복잡 한 계산 구성 방법을에 대 한 통찰력을 얻으려고 유전 도구를 사용할 수 있습니다. 우리의 최근 작품에서 우리는 daf-7 , tph-1 식품 감지 신경 회로, 변조 선 충 C.12 수명 통해 음식 풍부에 대 한 환경 정보의 전송에 참여 보였다 , 13. 정보 이론14의 수학적 프레임 워크를 적용 하 여 우리 환경 정보, 비트, daf-7 와 유전자 식 변화에 의해 표현 되는 금액을 정할 수 있었다 tph-1 다른 음식 수준에서 특정 신경 세포에. 이것에서 우리 다음 (그림 2)이 신경 회로 어떻게 유전자 제어에 의해 고용 인코딩 전략을 밝히기 수 있었다.
다음 프로토콜에서 우리는 특정 신경 세포에 표현 된 관심사의 유전자의 영향 무엇 이며 어떻게 그들이 수명 환경에서 음식 정보 흐름에 참여를 이해 하는 데 필요한 단계를 개요. 광범위 하 게, 우리는 분리 두 실험 프로토콜에 계산 워크플로. 실험적인 측면에 대 한 그것은 돌연변이가지고 중요 한 광범위 한 범위에서 검사할 수 있는 관심의 유전자의 박사 충실 transcriptional 기자 다른 음식 수준에서 유전자의 식 수준을 정할 필요가 있습니다. 우리의 방법에서 설명 하는 전산 분석 수행 수 있도록, 데이터 집합 식 배포판의 의미 있는 견적을 제공 하기 위해 충분 한 크기의 필요 합니다. 비록 우리는 분석에 대 한 템플릿 소스 코드를 제공, 사용자는 우리의 계산 프레임 워크에 걸쳐 광범위 하 게 사용 되는 정보 이론의 언어에 잘 알고 있이 필요가 있다. 소스 코드는 R와 c + +에서 작성 됩니다. 따라서, 프로그래밍 능력의 특정 수준을 의미 있는 방식으로 그들을 적용 하는 데 필요한 이기도 합니다.

<table><tbody><tr><td>Carbenicillin di-Sodium salt</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C1389-5G</td><td>Antibiotic</td></tr><tr><td>Streptomycin Sulphate salt</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6501-50G</td><td>Antibiotic</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;Isopropyl &amp;beta;-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I6758-10G</td><td>Inducer for RNAi plates</td></tr><tr><td>Sodium Chloride (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71380-1KG-M</td><td>Used in S basal, and NGM agar</td></tr><tr><td>di-Potassium Hydrogen Phosphate(K&lt;span class=&quot;font9&quot;&gt;&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font8&quot;&gt;HPO&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font9&quot;&gt;&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font8&quot;&gt;)&lt;/span&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1.05104.1000</td><td>Used in S basal, and NGM agar</td></tr><tr><td>Potassium di-Hydrogen Phosphate (KH&lt;span class=&quot;font10&quot;&gt;&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font8&quot;&gt;PO&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font10&quot;&gt;&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font11&quot;&gt;)&lt;/span&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9791-1KG</td><td>Used in S basal, and NGM agar</td></tr><tr><td>Magnesium Sulphate (MgSO&lt;span class=&quot;font9&quot;&gt;&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font8&quot;&gt;)&lt;/span&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2643-1KG</td><td>Used in NGM agar</td></tr><tr><td>Calcium Chloride (CaCl&lt;span class=&quot;font9&quot;&gt;&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;font8&quot;&gt;)&lt;/span&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C5670-500G</td><td>Used in NGM agar</td></tr><tr><td>Sodium Hydroxide (NaOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71687-500G</td><td>Used for bleaching</td></tr><tr><td>Pluronic-F127</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2443-1KG</td><td>Used in imaging</td></tr><tr><td>Sodium Hypochlorite (NaClO)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1.05614.2500</td><td>Used for bleaching</td></tr><tr><td>LB Broth</td><td>Invitrogen</td><td>12780052</td><td>Used to grow bacteria</td></tr><tr><td>Adavanced TC 6 cm Tissue Culture plates</td><td>Greiner Bio-One</td><td>628960</td><td>Plates for lifespan</td></tr><tr><td>CellStar 10cm Tissue Culture plates</td><td>Greiner Bio-One</td><td>664160</td><td>Plates for imaging</td></tr><tr><td>Low Retention P200 tips</td><td>Brandt</td><td>732832</td><td>Tips for handling worms in liquid</td></tr><tr><td>Agar</td><td>BD</td><td>214510</td><td>Agar for NGM, RNAi and NSC plates</td></tr><tr><td>Bacto-peptone</td><td>BD</td><td>211820</td><td>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

감각 시스템 감지, 처리, 및 그들의 환경에 반응 하는 동물을 수 있습니다. 음식 풍부한 동물 생리학과 행동에 깊은 영향 환경 큐입니다. 최근에, 우리는 음식 풍부에 의해 선 충 류 꼬마 선 충 에서 장 수의 변조는 이전 인식 보다 더 복잡 한 것을 보였다. 음식 수준에 변화에 수명의 응답 신경 회로 내에서 처리 하는 정보를 제어 하는 특정 유전자에 의해 결정 됩니다. 우리의 프레임 워크 결합 유전자 분석, 높은 처리량 양적 이미징 및 정보 이론. 여기, 우리는 넓은-범위 식이 제한과 생리 적인 관련성은 어떤 유전자의 특성 이러한 기법을 사용 하는 방법을 설명 합니다. 특히,이 워크플로 어떻게 관심사의 유전자 조절 수명 넓은 범위 식이 제한;에서 공개 하도록 설계 되었습니다. 다음 설정 어떻게 유전자의 표현 따라 음식 수준; 그리고 마지막으로, 제공 하는 정보의 양의 편견된 정량화를 환경에서 음식 풍부에 대 한 유전자 발현에 의해 전달. 신경 회로의 컨텍스트에서 여러 유전자를 동시에 검사 하는 경우이 워크플로 회로 의해 고용 된 코딩 전략을 파악할 수 있습니다.

야생 타입 N2 스트레인 함께 관심사의 유전자의 돌연변이 대 한 수명 실험을 실시 하 여 한이 유전자는 넓은-범위 박사 식품 응답에서 역할 여부를 설정할 수 있습니다. 야생 유형 응답 그림 1A에 묘사 된 것을 비교 해야 합니다. 돌연변이, 음식 조건, 비균일 효과로 반영이 응답의 어떤 변조는 이러한 유전자 올바르게 변화에에서 대응 하의 어느 지점 추가 조사에 음식 풍부 하는 벌레의 능력에 영향을 나타냅니다는 넓은 범위의 박사이 유전자의 식 응답 보증 된다. 그러나, 돌연변이의 장 수 응답 하지 않으면 크게 다른 야생 유전자는 적어도 평균 수명 수준에서 넓은 범위의 박사의 효과 시험 아무 역할이 있다. 변이 원인이 전체 수명 응답의 일정 한 변화 유전자 장 수에 음식에 관계 없이 영향을 미칠. 이 관심사의 유전자의 표정은 음식-응답, 정보가이 유전자에 의해 수행 하는 경우 수명에 전송 되지 않습니다 가능성 배제 하지 않습니다.
프로토콜의 다음 단계는 식 레벨 관심의 유전자에 대 한 광범위 한 범위의 박사에서 변경 하는 방법을 결정 하는. 그림 1B, 우리 daf-7, ASI 감각 신경에 있는 음식 수준에 변화에 대 한 응답을 보여주는의 transcriptional 기자의 식 레벨을 통해 이것을 설명 합니다. Daf-7(-) 돌연변이에 transcriptional 기자의 식 응답 변경 됩니다. 수명 수준에서의 유전자 정말 음식 반응 있다면 하나 그들의 식 음식으로도 변화할 것 이다 기대할 수 있습니다. 대응 하 게, 돌연변이 백그라운드로 transcriptional 기자 박사는 광범위 한 범위에 대 한 응답에서 변경된 식 프로필을 있어야 합니다. 그러나, 그것은 또한 가능한 야생 타입 백그라운드에서 관심사의 유전자의 transcriptional 기자 식에 어떤 음식 반응 변화를 표시 하지 않습니다. 이 상황에서이이 프로토콜의 범위를 벗어나는 post-transcriptional 규제 효과 나타낼 수 있습니다.
다이아나 외. (2017)13, 우리는 ASI에 daf-7 및 ADF 및 NSM tph-1 식 값 추출. 그림 2A, 우리는 주어진된 음식 수준 ASI와 ADF에 식 분포의 추정을 보여 줍니다. 단일 벌레 이미지에서 여러 해독 하는 데 뿐만 아니라 양의 전체 신경 회로 (그림 2B-2 C)의 조합 정보 뿐만 아니라 각 신경에 의해 독립적으로 인코딩 정보를 분석할 수 있습니다. 결합이 두 가지 정보 이론적 측정 음식에 대 한 정보를 전달 하는 뉴런에 의해 고용 하는 인코딩 전략 측면에서 시스템의 특성을 수 있습니다. 회로에서 중복의 금액 합계의 각 뉴런에 대 한 상호 정보 공동 상호 정보 (채널 용량) 회로의 조합 해독을 고려 하 여 얻은 빼서 여 얻어질 수 있다. 이러한 차이의 양수 값 부품 중 누적 정보는 실제 정보 전체 회로 의해 보다 큰 때문에 인코딩 전략의 중복 문자를 나타냅니다. 진정한 정보 인코딩 구성 요소 (그림 2B)의 합 보다 더 큰 때문에 반대로 음수 값 시너지 전략을 반영 합니다. 정보 및 중복 다이아나 외 에 예를 들어 유전자 규칙의 가능한 더 높은 순서 역할을 탐험 다른 genotypes에서 비교 될 수 있다 (2017) 13 daf-7 돌연변이의 효과 상승 (그림 2C-2D)를 중복에서 인코딩 전략을 전환합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig1.jpg"> 
그림 1 : 넓은 범위 박사에서 수명 및 유전자 표현의 응답 야생 타입 N2 스트레인 (검은 선)의 (A) 평균 수명 박사는 광범위 한 범위에 대 한 복잡 한 응답을 표시 합니다. 이 응답의 크기는 daf-7 진 (레드 라인)의 null 돌연변이에 감쇠입니다. 오차 막대를 나타내는 평균, Entchev 그 외 여러분 에서 풀링된 데이터의 표준 오차 (2015) 12. 야생 타입 배경 (검은 선)에 daf-7 유전자에 대 한 transcriptional 기자 (B) 평균 식 수준 또한 광범위 한 범위 박사에 대 한 복잡 한 단조 비 응답 표시. Daf-7(-) 유전 배경에서이 transcriptional 기자의 식 높은 감쇠 하 고 음식 수준에 작은 변화에 대응을 보여줍니다. 오차 막대를 나타내는 평균, Entchev 그 외 여러분 에서 단일 재판에서 데이터의 표준 오차 (2015) 12. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56292/56292fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig2.jpg"> 
그림 2 : 계산 방법론. ASI로 그리드 차원 30 x 30을 사용 하 여 'ks' R 패키지에 ADF와 daf-7 식에서 tph-1 식의 2 차원 밀도 추정의 (A) 그림. Tph-1 및 daf-7 (전체)의 공동 식으로 인코딩된 정보 (B) 시각화 개별적으로 (부품의 합계) ADF, ASI 및 NSM 뉴런에 대 한. 중복 및 시너지 문자 인코딩의 오른쪽에 누적 세로 막대의 높이 전체 회로 의해 인코딩된 정보 사이 다름에 의해 표시 됩니다. (C) 식품 정보 야생 유형 동물 및 daf-7(-) 돌연변이 의해 사이 비교. (D) 상호 정보 돌연변이에서 관찰의 감소는 시너지 인코딩 쪽으로 스위치를 동반 된다. 패널 B-D는 다이아나 외. 에서 적응 (2017) 13. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56292/56292fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>세균성 농도 (셀/ml)</td>
			<td>광학 밀도 (600nm)</td>
			<td>(이전)에서 희석 요인</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.12E + 10 일</td>
			<td>56.000</td>
			<td>0.00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 일 09</td>
			<td>10.000</td>
			<td>5.60</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 08 년</td>
			<td>3.160</td>
			<td>3.16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 07 년</td>
			<td>0.316</td>
			<td>10.00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 07 년</td>
			<td>0.100</td>
			<td>3.16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0 (S 기초)</td>
			<td>0.000</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
표 1: 음식 수준 및 넓은 범위 박사에 사용 되는 희석 요인 박테리아l 농도 (셀/mL) 그들의 각각 OD600 측정 및 이전에서 각 농도 달성 하는 데 필요한 희석 요소는 광범위 한 범위 박사 프로토콜 사용.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td colspan="7">수명 실험 온도</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>하루</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">신선한 NGM 접시에 모든 종자를 청크와 20 ° C에서 유지</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">Daf-7(-) 긴장의 P0 세대를 설정 하 고 (접시 당 1 L4, 5 접시) 20 ° C에서 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td colspan="7">강포한 유형 긴장의 P0 세대를 설정 하 고 (접시 당 1 L4, 5 접시) 20 ° C에서 유지</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">Daf-7(-) 종자의 f 1 세대를 설정 하 고 (접시 당 1 L4, 90 접시) 20 ° C에서 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td colspan="7">강포한 유형 긴장의 F1 세대를 설정 하 고 (접시 당 1 L4, 30 접시) 20 ° C에서 유지</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">F2 L4 애벌레를 선택 &#62; 계란 5 RNAi 플레이트 및 20 ° c (접시, 24 접시 당 15 L4) 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td colspan="7">NSC 판 2.0 e + 9 셀/ml 음식 수준 시드 1 일 오래 된 성인을 이동 하 고 20 ° C에서 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td colspan="7">NSC 접시 실험 음식 조건 시드 실험 온도 2 일 오래 된 성인 이동</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</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>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</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>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</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>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</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>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</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>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</td>
			<td>전송</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>전송</td>
			<td>전송</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>전송</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
표 2: 다른 온도에서 실시 하는 수명에 대 한 일정. 예제로 daf-7(-) 및 야생 유형 긴장을 사용 하 여 서로 다른 온도에서 넓은 범위의 박사 수명 실험 설정 하는 데 필요한 단계의 개요 개요. 각 실험 식품 수준의 신선한 번호판 전송 수 온도 증가 함께 감소 합니다. 이것은 높은 온도에서 동물 더 빠르게 노화 사실과 그래서 더에 대 한 계정에 전송 물리적 손상 하는 경향이 있다.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>일</td>
			<td>Ima</td></tr></tbody></table>깅 파이프라인
		
		<tr>
			<td>-14</td>
			<td>Daf(-) 배경에서 청크 기자 변종입니다. 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-13</td>
			<td>야생 타입 백그라운드에서 청크 기자 변종입니다. 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-12</td>
			<td>Daf-7(-) 기자 긴장의 P0 세대를 설정 합니다. 10 cm NGM 접시 당 3 L4 애벌레를 사용 합니다. 2 접시를 사용 하 고 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-10</td>
			<td>야생 타입 기자 긴장의 P0 세대를 설정 합니다. 10 cm NGM 접시 당 3 L4 애벌레를 사용 합니다. 2 접시를 사용 하 고 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-8</td>
			<td>Daf-7(-) 기자 종자의 f 1 세대를 설정 합니다. 10 cm NGM 접시 당 3 L4 애벌레를 사용 합니다. 12 접시를 사용 하 고 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-6</td>
			<td>야생 타입 기자 종자의 f 1 세대를 설정 합니다. 10 cm NGM 접시 당 3 L4 애벌레를 사용 합니다. 4 접시를 사용 하 고 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-3</td>
			<td>오후에 daf-7(-) 기자 긴장을 표 백제 (~ 5 분) 3 10 cm NGM 접시에 달걀을 입금 하 고 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-2</td>
			<td>표 백제 야생 타입 기자 (~ 10) 오전 아침에 예금 NGM 접시 3 10 cm에 계란 긴장과 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td>L4 10 cm 달걀 5 RNAi 접시를 씻는 다. 스트레인 당 3 접시를 사용 하 고 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>NSC 판 2.0 e + 9 셀 시드 1 일 성인 세척/ml. 스트레인 당 3 접시를 사용 하 여 그리고 20 ° c.에 유지</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>NSC 판 워시 2 일 성인 실험적인 음식 수준으로 시드. 긴장과 변화 당 3 접시를 사용 하 여 실험 온도.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>신선한 NSC 접시에 전송. 스트레인 당 3 접시를 사용 하 고 실험 온도에서 유지.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>신선한 NSC 접시에 전송. 스트레인 당 3 접시를 사용 하 고 실험 온도에서 유지.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>접시에서 동물을 선택 하 고 이미지에 대 한 준비.</td>
		</tr>
	

표 3: 이미징 파이프라인에 대 한 일정. 넓은 범위의 박사 이미징 실험 다른 온도에 daf-7(-) 및 야생 유형 배경 예제로 형광 transcriptional 기자 종자를 사용 하 여 설정 하는 데 필요한 단계의 개요 개요.

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

C. 선 충 에서 광범위 한 범위 식이 제한 유전자 식 수준 동안 수명 변조에서 인코딩된 정보의 정량화

여기, 우리는 넓은-범위 식이 제한 유전자 발현 및 수명에 관련 된 프레임 워크 제시. 우리는 넓은-범위 식이 제한 및 유전자 발현이이 패러다임에서의 양적 이미징에 대 한 프로토콜 설명합니다. 우리는 더 이상 음식 감지에 관여 유전자 회로의 정보 처리 기능 기본 공개 전산 분석 개요.

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

quantification-information-encoded-gene-expression-levels-during

Universidad San Sebastian

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

8.0K 조회수.  King's College London. 여기, 우리는 넓은-범위 식이 제한 유전자 발현 및 수명에 관련 된 프레임 워크 제시. 우리는 넓은-범위 식이 제한 및 유전자 발현이이 패러다임에서의 양적 이미징에 대 한 프로토콜 설명합니다. 우리는 더 이상 음식 감지에 관여 유전자 회로의 정보 처리 기능 기본 공개 전산 분석 개요.

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

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Next generation sequencing (NGS) technologies have revolutionized the nature of biological investigation. Of these, RNA Sequencing (RNA-Seq) has emerged as a powerful tool for gene-expression analysis and transcriptome mapping. However, handling RNA-Seq datasets requires sophisticated computational expertise and poses inherent challenges for biology researchers. This bottleneck has been mitigated by the open access Galaxy project that allows users without bioinformatics skills to analyze RNA-Seq data, and the Database for Annotation, Visualization, and Integrated Discovery (DAVID), a Gene Ontology (GO) term analysis suite that helps derive biological meaning from large data sets. However, for first-time users and bioinformatics' amateurs, self-learning and familiarization with these platforms can be time-consuming and daunting. We describe a straightforward workflow that will help C. elegans researchers to isolate worm RNA, conduct an RNA-Seq experiment and analyze the data using Galaxy and DAVID platforms. This protocol provides stepwise instructions for using the various Galaxy modules for accessing raw NGS data, quality-control checks, alignment, and differential gene expression analysis, guiding the user with parameters at every step to generate a gene list that can be screened for enrichment of gene classes or biological processes using DAVID. Overall, we anticipate that this article will provide information to C. elegans researchers undertaking RNA-Seq experiments for the first time as well as frequent users running a small number of samples.

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Galaxy and DAVID have emerged as popular tools that allow investigators without bioinformatics training to analyze and interpret RNA-Seq data. We describe a protocol for C. elegans researchers to perform RNA-Seq experiments, access and process the dataset using Galaxy and obtain meaningful biological information from the gene lists using DAVID.

의 Transcriptomic 분석<em&gt; C</em&gt;.<em&gt; 간스</em갤럭시 프로젝트에 턱시도 제품군을 통해&gt; RNA 시퀀싱 데이터

Next generation sequencing (NGS) technologies have revolutionized the nature of biological investigation. Of these, RNA Sequencing (RNA-Seq) has emerged ...

연구

유전학

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

The Replica Set method is an approach to quantitatively measure lifespan or survival of Caenorhabditis elegans nematodes in a high-throughput manner, thus allowing a single investigator to screen more treatments or conditions over the same amount of time without loss of data quality. The method requires common equipment found in most laboratories working with C. elegans and is thus simple to adopt. The approach centers on assaying independent samples of a population at each observation point, rather than a single sample over time as with traditional longitudinal methods. Scoring entails adding liquid to the wells of a multi-well plate, which stimulates C. elegans to move and facilitates quantifying changes in healthspan. Other major benefits of the Replica Set method include reduced exposure of agar surfaces to airborne contaminants (e.g. mold or fungus), minimal handling of animals, and robustness to sporadic mis-scoring (such as calling an animal as dead when it is still alive). To appropriately analyze and visualize the data from a Replica Set style experiment, a custom software tool was also developed. Current capabilities of the software include plotting of survival curves for both Replica Set and traditional (Kaplan-Meier) experiments, as well as statistical analysis for Replica Set. The protocols provided here describe the traditional experimental approach and the Replica Set method, as well as an overview of the corresponding data analysis.

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

Here we describe the Replica Set method, an approach to quantitatively measure C. elegans lifespan/survival and healthspan in a high-throughput and robust manner, thus allowing screening of many conditions without sacrificing data quality. This protocol details the strategy and provides a software tool for analysis of Replica Set data.

복제 설정된 방법: 양적 측정 꼬마 선 충 수명에 접근 높은 처리량

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

Surveying Low-Cost Methods to Measure Lifespan and Healthspan in Caenorhabditis elegans

The discovery and development of Caenorhabditis elegans as a model organism was influential in biology, particularly in the field of aging. Many historical and contemporary studies have identified thousands of lifespan-altering paradigms, including genetic mutations, transgenic gene expression, and hormesis, a beneficial, low-grade exposure to stress. With its many advantages, including a short lifespan, easy and low-cost maintenance, and fully sequenced genome with homology to almost two-thirds of all human genes, C. elegans has quickly been adopted as an outstanding model for stress and aging biology. Here, several standardized methods are surveyed for measuring lifespan and healthspan that can be easily adapted into almost any research environment, especially those with limited equipment and funds. The incredible utility of C. elegans is featured, highlighting the capacity to perform powerful genetic analyses in aging biology without the necessity of extensive infrastructure. Finally, the limitations of each analysis and alternative approaches are discussed for consideration.

Surveying Low-Cost Methods to Measure Lifespan and Healthspan in Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans serve as an excellent model system with robust and low-cost methods for surveying healthspan, lifespan, and resilience to stress.

Caenorhabditis elegans의 수명과 건강 상태를 측정하기위한 저비용 방법 조사

The discovery and development of Caenorhabditis elegans as a model organism was influential in biology, particularly in the field of aging. Many ...

예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)의 식품 섭취량과 수명을 측정하기 위한 고처리량 분석

Quantifying Food Intake in Caenorhabditis elegans by Measuring Bacterial Clearance

Feeding is an essential biological process for an organism&#39;s growth, reproduction, and survival. This assay aims to measure the food intake of Caenorhabditis elegans&#160;(C. elegans), an important parameter when studying the genetics of aging or metabolism. In most species, feeding is determined by measuring the difference between the amount of food provided and the amount left after a given time interval. The method presented here uses the same strategy to determine the feeding of C. elegans. It measures the amount of bacteria, the food source of C. elegans, cleared within 72 h. This method uses 96-well microtiter plates and has allowed the screening of hundreds of drugs for their ability to modulate food intake at a speed and depth not possible in other animal models. The strength of this assay is that it allows to measure feeding and lifespan simultaneously and directly measures the disappearance of food and, thus, is based on the same principles used for other organisms, facilitating species-to-species comparison.

저자 스포트라이트: 지독성과 HFpEF의 관계 탐구 

This protocol describes an assay to quantify Caenorhabditis elegans feeding rate based on measuring the clearance of bacteria in liquid culture.

예쁜꼬마선충( Caenorhabditis elegans )의 음식 섭취량을 세균 청소율 측정으로 정량화

Feeding is an essential biological process for an organism&#39;s growth, reproduction, and survival. This assay aims to measure the food intake of ...

행동분석학

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

In the last decade, microfluidic techniques have been applied to study small animals, including the nematode Caenorhabditis elegans, and have proved useful as a convenient live imaging platform providing capabilities for precise control of experimental conditions in real time. In this article, we demonstrate live imaging of individual worms employing WormSpa, a previously-published custom microfluidic device. In the device, multiple worms are individually confined to separate chambers, allowing multiplexed longitudinal surveillance of various biological processes. To illustrate the capability, we performed proof-of-principle experiments in which worms were infected in the device with pathogenic bacteria, and the dynamics of expression of immune response genes and egg laying were monitored continuously in individual animals. The simple design and operation of this device make it suitable for users with no previous experience with microfluidic-based experiments. We propose that this approach will be useful for many researchers interested in longitudinal observations of biological processes under well-defined conditions.

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

In this article, we demonstrate live imaging of individual worms employing a custom microfluidic device. In the device, multiple worms are individually confined to separate chambers, allowing multiplexed longitudinal surveillance of various biological processes.

꼬마 선 충 에 경도 이미징을 위한 미세 플랫폼

In the last decade, microfluidic techniques have been applied to study small animals, including the nematode Caenorhabditis elegans, and have proved ...

생체공학

Solid Plate-based Dietary Restriction in Caenorhabditis elegans

Reduction of food intake without malnutrition or starvation is known to increase lifespan and delay the onset of various age-related diseases in a wide range of species, including mammals. It also causes a decrease in body weight and fertility, as well as lower levels of plasma glucose, insulin, and IGF-1 in these animals. This treatment is often referred to as dietary restriction (DR) or caloric restriction (CR). The nematode Caenorhabditis elegans has emerged as an important model organism for studying the biology of aging. Both environmental and genetic manipulations have been used to model DR and have shown to extend lifespan in C. elegans. However, many of the reported DR studies in C. elegans were done by propagating animals in liquid media, while most of the genetic studies in the aging field were done on the standard solid agar in petri plates. Here we present a DR protocol using standard solid NGM agar-based plate with killed bacteria.

Solid Plate-based Dietary Restriction in Caenorhabditis elegans

Here we present a protocol for performing solid plate-based dietary restriction in C. elegans with killed bacteria.

솔리드 플레이트 기반식이 제한에 Caenorhabditis 엘레간스</em

Reduction of food intake without malnutrition or starvation is known to increase lifespan and delay the onset of various age-related diseases in a wide ...

생물학

Combined Nucleotide and Protein Extractions in Caenorhabditis elegans

A single biological sample holds a plethora of information, and it is now common practice to simultaneously investigate several macromolecules to capture a full picture of the multiple levels of molecular processing and changes between different conditions. This protocol presents the method of isolating DNA, RNA, and protein from the same sample of the nematode Caenorhabditis elegans to remove the variation introduced when these biomolecules are isolated from replicates of similarly treated but ultimately different samples. Nucleic acids and protein are extracted from the nematode using the acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction method, with subsequent precipitation, washing, and solubilization of each. We show the successful isolation of RNA, DNA, and protein from a single sample from three strains of nematode and HeLa cells, with better protein isolation results in adult animals. Additionally, guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform-extracted protein from nematodes improves the resolution of larger proteins, with enhanced detectable levels as observed by immunoblotting, compared to the traditional RIPA extraction of protein.
The method presented here is useful when investigating samples using a multiomic approach, specifically for the exploration of the proteome and transcriptome. Techniques that simultaneously assess multiomics are appealing because molecular signaling underlying complex biological phenomena is thought to occur at complementary levels; however, it has become increasingly common to see that changes in mRNA levels do not always reflect the same change in protein levels and that the time of collection is relevant in the context of circadian regulations. This method removes any intersample variation when assaying different contents within the same sample (intrasample.)

Combined Nucleotide and Protein Extractions in Caenorhabditis elegans

Here, we present a protocol for the isolation of RNA, DNA, and protein from the same sample, in an effort to reduce variation, improve reproducibility, and facilitate interpretations.

결합 된 뉴클레오티드와 꼬마 선 충 의 단백질 추출

A single biological sample holds a plethora of information, and it is now common practice to simultaneously investigate several macromolecules to capture ...

Quantifying Tissue-Specific Proteostatic Decline in Caenorhabditis elegans

The ability to maintain proper function and folding of the proteome (protein homeostasis) declines during normal aging, facilitating the onset of a growing number of age-associated diseases. For instance, proteins with polyglutamine expansions are prone to aggregation, as exemplified with the huntingtin protein and concomitant onset of Huntington&#8217;s disease. The age-associated deterioration of the proteome has been widely studied through the use of transgenic Caenorhabditis elegans expressing polyQ repeats fused to a yellow fluorescent protein (YFP). This polyQ::YFP transgenic animal model facilitates the direct quantification of the age-associated decline of the proteome through imaging the progressive formation of fluorescent foci (i.e., protein aggregates) and subsequent onset of locomotion defects that develop as a result of the collapse of the proteome. Further, the expression of the polyQ::YFP transgene can be driven by tissue-specific promoters, allowing the assessment of proteostasis across tissues in the context of an intact multicellular organism. This model is highly amenable to genetic analysis, thus providing an approach to quantify aging that is complementary to lifespan assays. We describe how to accurately measure polyQ::YFP foci formation within either neurons or body wall muscle during aging, and the subsequent onset of behavioral defects. Next, we highlight how these approaches can be adapted for higher throughput, and potential future applications using other emerging strategies for C. elegans genetic analysis.

Quantifying Tissue-Specific Proteostatic Decline in Caenorhabditis elegans

Proteostatic decline is a hallmark of aging, facilitating the onset of neurodegenerative diseases. We outline a protocol to quantifiably measure proteostasis in two different Caenorhabditis elegans tissues through heterologous expression of polyglutamine repeats fused to a fluorescent reporter. This model allows rapid in vivo genetic analysis of proteostasis.

Caenorhabditis 예인단에서 조직 특정 전립선 성 감소를 정량화

The ability to maintain proper function and folding of the proteome (protein homeostasis) declines during normal aging, facilitating the onset of a ...

C. 선 충 에서 광범위 한 범위 식이 제한 유전자 식 수준 동안 수명 변조에서 인코딩된 정보의 정량화

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

의 Transcriptomic 분석

복제 설정된 방법: 양적 측정 꼬마 선 충 수명에 접근 높은 처리량

Caenorhabditis elegans의 수명과 건강 상태를 측정하기위한 저비용 방법 조사

예쁜꼬마선충( Caenorhabditis elegans )의 음식 섭취량을 세균 청소율 측정으로 정량화

예쁜꼬마선충( Caenorhabditis elegans )의 음식 섭취량을 세균 청소율 측정으로 정량화

예쁜꼬마선충( Caenorhabditis elegans )의 음식 섭취량을 세균 청소율 측정으로 정량화

꼬마 선 충 에 경도 이미징을 위한 미세 플랫폼

솔리드 플레이트 기반식이 제한에 Caenorhabditis 엘레간스

결합 된 뉴클레오티드와 꼬마 선 충 의 단백질 추출

Caenorhabditis 예인단에서 조직 특정 전립선 성 감소를 정량화