فحوصات الشيخوخة السلوكية عالية الإنتاجية والعمر الافتراضي باستخدام آلة العمر

Summary

تعمل منصة التصوير "The Lifespan Machine" على أتمتة المراقبة مدى الحياة لعدد كبير من السكان. نعرض الخطوات المطلوبة لأداء العمر الافتراضي ، ومقاومة الإجهاد ، والتسبب في المرض ، وفحوصات الشيخوخة السلوكية. تسمح جودة البيانات ونطاقها للباحثين بدراسة التدخلات في الشيخوخة على الرغم من وجود اختلاف بيولوجي وبيئي.

Abstract

تظهر المتطابقة وراثيا المحفوظة في بيئة ثابتة توزيعا واسعا للأعمار ، مما يعكس جانبا عشوائيا كبيرا غير وراثي للشيخوخة المحفوظة في جميع الكائنات الحية التي تمت دراستها. يعني هذا المكون العشوائي أنه من أجل فهم الشيخوخة وتحديد التدخلات الناجحة التي تطيل العمر أو تحسن الصحة ، يجب على الباحثين مراقبة أعداد كبيرة من التجارب في وقت واحد. يحد تسجيل الوفيات اليدوي التقليدي من الإنتاجية والحجم المطلوبين لاختبار الفرضيات على نطاق واسع ، مما يؤدي إلى تطوير طرق آلية لمقايسات العمر عالي الإنتاجية. آلة Lifespan (LSM) عبارة عن منصة تصوير عالية الإنتاجية تجمع بين الماسحات الضوئية المسطحة المعدلة ومعالجة الصور المخصصة وبرامج التحقق من صحة البيانات لتتبع الديدان الخيطية مدى الحياة. تشكل المنصة تقدما تقنيا كبيرا من خلال توليد بيانات عمر زمنية عالية من مجموعات كبيرة من على نطاق غير مسبوق وبدقة إحصائية ودقة مساوية للفحوصات اليدوية التي يقوم بها باحثون ذوو خبرة. في الآونة الأخيرة ، تم تطوير LSM بشكل أكبر لتحديد التغيرات السلوكية والمورفولوجية التي لوحظت أثناء الشيخوخة وربطها بالعمر. هنا ، نصف كيفية تخطيط وتشغيل وتحليل تجربة العمر الآلي باستخدام LSM. نسلط الضوء كذلك على الخطوات الحاسمة المطلوبة للجمع الناجح للبيانات السلوكية ومنحنيات البقاء عالية الجودة.

Introduction

الشيخوخة هي عملية معقدة ومتعددة الأوجه تتميز بانخفاض في الوظيفة الفسيولوجية للكائن الحي ، مما يؤدي إلى زيادة خطر الإصابة بالأمراض والموت بمرور الوقت¹. العمر ، الذي يقاس بالوقت من الولادة أو بداية مرحلة البلوغ حتى الموت ، يوفر نتيجة لا لبس فيها للشيخوخة² ووكيل غير مباشر ولكنه كمي صارم لقياس المعدل النسبي للشيخوخة بين السكان³. غالبا ما تعتمد دراسات الشيخوخة على قياسات دقيقة للعمر ، على غرار التجارب السريرية ، لمقارنة النتائج بين مجموعة سكانية واحدة معرضة للتدخل ومجموعة تحكم غير مكشوفة. لسوء الحظ ، تسود مشكلات التكاثر أبحاث الشيخوخة ، ويرجع ذلك أحيانا إلى التجارب الضعيفة إحصائيا⁴

Protocol

1. متطلبات البرامج والأجهزة

1. الماسحات الضوئية المسطحة: من حيث المبدأ ، يمكن تنفيذ LSM باستخدام مجموعة متنوعة من أجهزة التصوير. تتوفر تعليمات مفصلة لتعديلات الماسح الضوئي والتركيز البؤري في مكان آخر¹³. يظهر جهاز LSM في الشكل التكميلي 1.
2. أدوات تحليل البيانات: يحتوي برنامج LSM على ثلاثة مكونات تفاعلية: حزمة برامج التحكم في الماسح الضوئي المستندة إلى Linux ، وحزمة إدارة البيانات الوصفية المستندة إلى متصفح الويب ، وحزمة برامج تحليل صور عميل Windows و Linux. راجع الإرشادات الخاصة بتثبيت أدوات البرامج المنشورة على مستودع GitHub (https://github.com/nstroustrup/lifespan).
3. برنامج تصور البيانا....

النتائج

تمثل قابلية التكاثر التجريبي في مقايسات العمر تحديا وتتطلب ظروفا تجريبية خاضعة لرقابة مشددة وأعدادا كبيرة من السكان لتحقيق دقة إحصائية كافية ^4,36. LSM مناسب بشكل فريد لمسح أعداد كبيرة من في بيئة ثابتة ذات دقة زمنية عالية. لإثبات قدرة LSM ، وتسليط الضوء على الخطو.......

Discussion

هنا ، نقدم بروتوكولا مفصلا يمكن الوصول إليه لإجراء تجربة باستخدام أحدث إصدار من Lifespan Machine. لقد أظهرنا أن الخطوة الحاسمة لتحقيق منحنيات البقاء التي تم حلها جيدا هي الاستبعاد اليدوي للكائنات غير الدودية أثناء الحصول على ما بعد الصورة. التعليق التوضيحي اليدوي لوقت الوفاة له تأثير صغير على ال.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1-Naphtaleneacetic  acid (Auxin)	Sigma	N0640	Solubilize Auxin in 1M potassium hydroxide and add into molten agar
5-fluoro-2-deoxyuridine (FUDR)	Sigma	F0503	27.5 μg/mL of FUDR was used to eliminate progeny from populations on UV-inactivated bacteria
Glass cleaner	Kristal-M	QB-KRISTAL-M125ml
Hydrophobic anti-fog glass treatment	Rain-X Scheibenreiniger	C. 059140
Rubber matt	Local crafstman		Cut on a high-strength EPDM rubber sheet stock
Scanner glass	Local hardware supplier		9" x 11.5" inch glass sheet
Scanner plates	Life Sciences	351006	50 mm x 9 mm, polystyrene petri dish
USB Reference Thermometer	USB Brando	ULIFE055500	For calibrating temperature of scanners