An economical and highly adaptable optogenetics system for individual and population-level manipulation of Caenorhabditis elegans
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Optogenetics allows the experimental manipulation of excitable cells by a light stimulus without the need for technically challenging and invasive procedures. The high degree of spatial, temporal, and intensity control that can be achieved with a light stimulus, combined with cell type-specific expression of light-sensitive ion channels, enables highly specific and precise stimulation of excitable cells. Optogenetic tools have therefore revolutionized the study of neuronal circuits in a number of models, including Caenorhabditis elegans. Despite the existence of several optogenetic systems that allow spatial and temporal photoactivation of light-sensitive actuators in C. elegans, their high costs and low flexibility have limited wide access to optogenetics. Here, we developed an inexpensive, easy-to-build, modular, and adjustable optogenetics device for use on different microscopes and worm trackers, which we called the OptoArm. RESULTS: The OptoArm allows for single- and multiple-worm illumination and is adaptable in terms of light intensity, lighting profiles, and light color. We demonstrate OptoArm's power in a population-based multi-parameter study on the contributions of motor circuit cells to age-related motility decline. We found that individual components of the neuromuscular system display different rates of age-dependent deterioration. The functional decline of cholinergic neurons mirrors motor decline, while GABAergic neurons and muscle cells are relatively age-resilient, suggesting that rate-limiting cells exist and determine neuronal circuit ageing. CONCLUSION: We have assembled an economical, reliable, and highly adaptable optogenetics system which can be deployed to address diverse biological questions. We provide a detailed description of the construction as well as technical and biological validation of our set-up. Importantly, use of the OptoArm is not limited to C. elegans and may benefit studies in multiple model organisms, making optogenetics more accessible to the broader research community.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».