Un método de imagen basado en teléfonos inteligentes para el ensayo de evitación de césped de C. elegans

Resumen

Este artículo describe un método simple y de bajo costo para registrar el comportamiento de evitación del césped de Caenorhabditis elegans, utilizando elementos fácilmente disponibles, como un teléfono inteligente y una caja de luz de diodo emisor de luz (LED). También proporcionamos un script de Python para procesar el archivo de video en un formato más susceptible de contar.

Resumen

Cuando se expone a bacterias tóxicas o patógenas, el nematodo Caenorhabditis elegans muestra un comportamiento aprendido de evitar el césped, en el que los gusanos abandonan gradualmente su fuente de alimento y prefieren permanecer fuera del césped bacteriano. El ensayo es una manera fácil de probar la capacidad de los gusanos para detectar señales externas o internas para responder adecuadamente a condiciones dañinas. Aunque es un ensayo simple, el conteo lleva mucho tiempo, particularmente con múltiples muestras, y las duraciones de los ensayos que se extienden durante la noche son inconvenientes para los investigadores. Un sistema de imágenes que puede obtener imágenes de muchas placas durante un largo período es útil pero costoso. Aquí, describimos un método de imagen basado en teléfonos inteligentes para registrar la evitación del césped en C. elegans. El método requiere solo un teléfono inteligente y una caja de luz de diodo emisor de luz (LED), para servir como fuente de luz transmitida. Usando aplicaciones de cámara de lapso de tiempo gratuitas, cada teléfono puede obtener imágenes de hasta seis placas, con suficiente nitidez y contraste para contar manualmente los gusanos fuera del césped. Las películas resultantes se procesan en archivos de intercalado de audio y video (AVI) de 10 s para cada punto de tiempo por hora, luego se recortan para mostrar cada placa para que sean más susceptibles de contar. Este método es una forma rentable para aquellos que buscan examinar defectos de evitación y potencialmente puede extenderse a otros ensayos de C. elegans.

Introducción

Entre las muchas ventajas de estudiar C. elegans, su sistema nervioso simple ofrece la oportunidad de estudiar cómo los cambios a nivel genético y celular afectan la función de la red y la producción de comportamiento. A pesar de tener un número limitado de neuronas, C. elegans muestra una amplia gama de comportamientos complejos. Uno de ellos es evitar el césped, en el que el nematodo bacterívoro responde a una fuente de alimento dañina abandonando el césped bacteriano. C. elegans evita céspedes de bacterias patógenas ^1,2,3, céspedes de bacterias que producen toxinas o están enriquecidas con t....

Protocolo

1. Configuración del aparato de imagen (Figura 1A-E)

1. Asegúrese de que esté disponible una cámara de smartphone con los siguientes requisitos mínimos:
   Cámara de 12 megapíxeles (MP)
   Video con resolución de 1080p
   5 GB de espacio de almacenamiento (20 minutos de vídeo son 3-4 Gb)
   Aplicación de video de lapso de tiempo de la tienda de aplicaciones (aplicaciones gratuitas disponibles)
2. Coloque la caja de luz LED en la rejilla inferior de la incubadora de 25 °C donde se realizará el ensayo.
3. Para ocultar el patrón punteado en la superficie de la luz LED, extienda dos hojas....

Discusión

Obtener imágenes del comportamiento animal, en lugar de depender de la observación directa, no solo es conveniente, sino que también tiene la ventaja de dejar documentación visual. Esto permite el análisis ciego por una tercera persona objetiva, o incluso podría usarse para el análisis automatizado utilizando técnicas de reconocimiento de imágenes. A pesar de las ventajas, el equipo estándar que generalmente se ofrece es de alto costo, por lo que uno está comprometido con la configuración una vez comprado.

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
35 mm Petri dish	SPL	#10035
Bacto agar	BD	#214010
Bacto Peptone	BD	#211677
CaCl2	DAEJUNG	2507-1400
Cholesterol	BioBasic	CD0122
Dipotassium hydrogen phosphate (K2HPO4)	JUNSEI	84120-0350
Glycerol	BioBasic	GB0232
King B Broth	MB cell	MB-K0827
LED light box multi-pad	Artmate	N/A	This is a USB powered, LED light pad for tracing and drawing purposes. Artmate is a Korean brand, but searching for "LED light box for tracing" in any search engine should yield numerous options from other brands. Overall dimension is around 9" x 12" (A4 size). For example, from amazon US: https://www.amazon.com/LITENERGY-Ultra-Thin-Adjustable-Streaming-Stenciling/dp/B07H7FLJX1/ref=sr_1_5?crid=YMYU0VYY226R&keywords= LED%2Blight%2Bbox&qid=1674183224&sprefix =led%2Blight%2Bbo%2Caps%2C270&sr=8-5&th=1
MgSO4	DAEJUNG	5514-4400
Plastic paper sleeve (clear)	Smead	#85753	Any clear plastic sheet with a bit of stiffness can be used as stage. For example, from Amazon US: https://www.amazon.com/Smead-Organized-Translucent-Project-85753/dp/B07HJTRCT7/ref=psdc_1069554_t3_B09J48GXQ 8
Potassium dihydrogen phosphate (KH2PO4)	JUNSEI	84185-0350
Power strip			To accommodate 3 phones and one LED box, you need at least 4 outlets.
Smartphone	N/A	N/A	Minimum requirement: 12MP wide camera, 1080p HD video recording at 30fps
Sodium chloride(NaCl)	DAEJUNG	#7548-4100
Sodium phosphate dibasic anhydrous (Na2HPO4)	YAKURI	#31727