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 distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».