A suplementação dietética de ácidos graxos poliinsaturados em<em> Caenorhabditis elegans</em
Summary
<em> Caenorhabditis elegan </ em> é um modelo útil para explorar as funções de ácidos graxos poliinsaturados em desenvolvimento e fisiologia. Este protocolo descreve um método eficiente de complementar o <em> C. elegans </ em> dieta com ácidos graxos poliinsaturados.
Abstract
Os ácidos graxos são essenciais para inúmeras funções celulares. Eles servem como moléculas de armazenamento de energia eficientes, compõem o núcleo hidrofóbico das membranas, e participe de várias vias de sinalização. Caenorhabditis elegans sintetiza todas as enzimas necessárias para produzir uma gama de ácidos graxos ômega-6 e ômega-3. Isto, combinado com a anatomia simples e variedade de ferramentas genéticas disponíveis, torná-lo um modelo atraente para estudar a função de ácidos graxos. A fim de investigar as vias genéticas que medeiam os efeitos fisiológicos dos ácidos gordos alimentares, temos desenvolvido um método para complementar a C. elegans dieta com ácidos gordos insaturados. A suplementação é um meio eficaz para alterar a composição de ácidos gordos de vermes e também pode ser usado para recuperar defeitos de mutantes deficientes em ácidos gordos. O nosso método utiliza nematóide de meio de crescimento de ágar (NGM), suplementado com sais acidsodium gordo. Os ácidos graxos nas placas suplementadas se tornar incorporaçãoted nas membranas da fonte alimentar bacteriana, a qual é então feita pela C. elegans que se alimentam de bactérias suplementados. Os requerentes também descrevem um protocolo de cromatografia em fase gasosa para monitorar as alterações na composição de ácidos gordos que ocorrem em vermes suplementados. Esta é uma maneira eficiente para complementar as dietas de grandes e pequenas populações de C. elegans, permitindo uma gama de aplicações para este método.
Introduction
Os ácidos gordos são componentes estruturais essenciais das membranas, bem como moléculas de armazenamento de energia eficiente. Além disso, os ácidos gordos podem ser clivada a partir das membranas celulares por lipases e ser enzimaticamente modificada para produzir uma sinalização efectores. De ocorrência natural de ácidos gordos poli-insaturados (PUFAs) contêm duas ou mais ligações duplas cis. Os ômega-3 os ácidos gordos e os ácidos graxos ômega-6 são distinguidos um do outro com base nas posições de ligações duplas em relação ao final de metila do ácido graxo. Dietas saudáveis exigem tanto de ômega-3 os ácidos graxos ômega-6 e. No entanto, as dietas ocidentais são particularmente ricas em ômega-6 ácidos graxos e pobre em ômega-3 ácidos graxos. Uma alta ómega-6 para ácidos gordos ómega rácio-3 está associada com um risco aumentado de doenças cardiovasculares e inflamatórias, no entanto, as funções benéficas e prejudiciais precisas de ácidos gordos específicos não são bem compreendidos 2. Os lombriga elega Caenorhabditisns é útil no estudo de função ácido graxo porque sintetiza todas as enzimas necessárias para produzir uma gama de ácidos graxos ômega-6 e ômega-3, incluindo um omega-3 dessaturase, uma atividade que está ausente na maioria dos animais 3,4. Mutantes sem enzimas dessaturases de ácido gordo não produzem PUFA específicos, que conduz a uma variedade de defeitos do desenvolvimento e neurológicas 4-6.
Para estudar os efeitos fisiológicos dos ácidos gordos alimentares, temos desenvolvido um ensaio bioquímico compatível com a análise genética utilizando tanto mutante e RNAi técnicas knock-down em C. elegans. A suplementação com PUFA específicos é conseguida por adição de uma solução de sal de sódio de ácido gordo para o meio de agar antes do vazamento. Isto resulta em PUFA absorção pela E. fonte de alimento coli, onde se acumula nas membranas bacterianas. C. elegans ingerir a bactéria contendo PUFA, e essa suplementação alimentar é suficiente para resgatar a defecst de mutantes PUFA com deficiência. A suplementação da maioria dos ácidos graxos não tem efeitos prejudiciais para os animais selvagens, no entanto, ômega-6 ácidos graxos específicos, especialmente o ácido gama-linolênico dihomo (DGLA, 20:3 n-6) causam uma destruição permanente de C. células germinativas elegans 7,8.
Cromatografia em fase gasosa é usado para monitorar a absorção do ácido gordo completada na fonte alimentar bacteriana (ou OP50 ou HT115), bem como nos nemátodes. A adição do Tergitol detergente (NP-40) nos meios permite a distribuição uniforme de ácidos gordos através de toda a placa e uma absorção mais eficiente dos ácidos gordos pela E. coli e os nemátodos. Verificou-se que os ácidos gordos insaturados são facilmente absorvido pelas bactérias e C. elegans, mas a absorção de ácidos gordos saturados, é muito menos eficiente. Este artigo irá descrever passo a passo a forma de complementar o ágar com ácidos graxos, bem como a forma de controlar a absorção de ácidos graxos em poe nematóide utilizando cromatografia gasosa.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aqui, descrevemos um método de suplementação de C. elegans com ácidos gordos insaturados na dieta. Como mencionado acima, é preciso ter cuidado na preparação dos pratos PUFA suplementados porque a natureza reativa das ligações duplas em PUFAs faz com que esses ácidos graxos para ser sensível à oxidação através do calor e da luz 11. Para evitar a oxidação, é importante adicionar o AGPI para o meio de agar depois de os meios de comunicação de líquido tenha arrefecido para 55 ° C e…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos a Chris Webster para a realização dos experimentos preliminares apresentadas na Figura 3 dos resultados representativos e Jason Watts e Chris Webster pelos comentários úteis sobre o manuscrito. O financiamento para este estudo foi fornecido por uma concessão do National Institutes of Health (USA) (R01DK074114) para JLW. Algumas cepas de nematóides utilizados neste trabalho foram fornecidos pelo Centro de Genética Caenorhabditis, que é financiado pelo Escritório de Investigação NIH Programas de Infra-estrutura (P40 OD010440).
Materials
| Bacto-Agar | Difco | 214010 | |
| Tryptone | Difco | 211705 | |
| NaCl | J.T. Baker | 3624-05 | |
| Tergitol | Sigma | NP40S-500mL | |
| Cholesterol | Sigma | C8667-25G | (5 mg/mL in ethanol) |
| MgSO4 | J.T. Baker | 2504-01 | |
| CaCl2 | J.T. Baker | 1311-01 | |
| K2HPO4 | J.T. Baker | 3254-05 | |
| KH2PO4 | J.T. Baker | 3246-05 | |
| Sodium dihomogamma linolenate | NuCHEK | S-1143 | |
| Warm sterile Millipore water | |||
| Sterile water for collecting worms | |||
| Nuclease-free Water for DGLA stock solution | Ambion | AM9932 | |
| Ampicillin | Fisher Scientific | BP1760-25 | 100 mg/ml in water (for RNAi plates) |
| Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside (IPTG) | Gold Biotechnology | 12481C100 | 1 M in water (for RNAi plates) |
| HSO4 | J.T. Baker | 9681-03 | |
| Methanol | Fisher Scientific | A452-4 | |
| Hexane | Fisher Scientific | H302-4 | |
| diamindinophenylindole (DAPI) | Sigma | D9542 | |
| VectaShield | Vector Laboratories | H-1000 | |
| Glass Flask | Corning | 4980-2L | |
| Autoclaveable Glass bottles with stirbars | Fisherbrand | FB-800 | |
| Autoclaveable Glass Graduated Cylinder | Fisherbrand | 08-557 | |
| Stir Plate | VWR | 97042-642 | |
| Waterbath at 55+ °C | Precision Scientific Inc. | 66551 | |
| Screwcap Brown Glass Vial | Sun SRI | 200 494 | |
| Argon gas tank | |||
| Automated Pipette aid | Pipette-Aid | P-90297 | |
| Sterile Serological Pipettes (25 ml) | Corning | 4489 | |
| Bunsen Burner | VWR | 89038-534 | |
| Dissection microscope | Leica | TLB3000 | |
| Silanized glass tube | Thermo Scientific | STT-13100-S | for FAMEs derivitization |
| PTFE Screw caps | Kimble-Chase | 1493015D | |
| Clinical tabletop centrifuge | IEC | ||
| GC Crimp Vial | SUN SRi | 200 000 | |
| GC Vial Insert | SUN SRi | 200 232 | |
| GC Vial cap | SUN SRi | 200 100 | |
| Gas Chromatograph | Agilent | 7890A | |
| Mass Spectrometry Detector | Agilent | 5975C | |
| Column for gas chromatography | Suppelco | SP 2380 | 30 m x 0.25 mm fused silica capillary column |
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