C. elegans芝生回避アッセイのためのスマートフォンベースのイメージング法

要約

この記事では、スマートフォンや発光ダイオード(LED)ライトボックスなどのすぐに利用できるアイテムを使用して、 Caenorhabditis elegansの芝生回避行動を記録する簡単で低コストの方法について説明します。また、ビデオファイルをカウントしやすい形式に処理するためのPythonスクリプトも提供しています。

要約

有毒または病原性の細菌にさらされると、線虫 Caenorhabditis elegansは 、ワームが徐々に食料源を離れ、細菌の芝生の外に留まることを好む、学習された芝生回避行動を示します。このアッセイは、有害な条件に適切に反応するために外部または内部の手がかりを感知するワームの能力をテストする簡単な方法です。単純なアッセイですが、特に複数のサンプルではカウントに時間がかかり、一晩にわたるアッセイ時間は研究者にとって不便です。長期間にわたって多くのプレートをイメージングできるイメージングシステムは便利ですが、コストがかかります。ここでは、 C. elegansにおける芝生回避を記録するためのスマートフォンベースのイメージング手法について述べる。この方法では、スマートフォンと発光ダイオード(LED)ライトボックスのみが透過光源として機能します。無料のタイムラプスカメラアプリケーションを使用すると、各電話は最大6枚のプレートを撮影でき、芝生の外でワームを手動でカウントするのに十分なシャープネスとコントラストを備えています。結果のムービーは、毎時10秒のオーディオビデオインターリーブ(AVI)ファイルに処理され、その後、カウントしやすいように各プレートを表示するようにトリミングされます。この方法は、回避欠陥の検査を検討している人にとって費用対効果の高い方法であり、他の C.エレガンス アッセイに拡張できる可能性があります。

概要

C. elegansを研究することの多くの利点の中で、その単純な神経系は、遺伝的および細胞レベルでの変化がネットワーク機能と行動出力にどのように影響するかを研究する機会を提供します。ニューロンの数が限られているにもかかわらず、C.エレガンスは広範囲の複雑な行動を示します。これらの1つは芝生回避であり、細菌性線虫は細菌の芝生を離れることによって有害な食料源に反応します。C.エレガンスは、病原性細菌の芝生^1,2,3、毒素を産生する細菌の芝生、または毒素をスパイクする細菌^の芝生1,4、さらには標的遺伝子ノックダウンがワームの健康に有害であるRNAi発現細菌^4,5さえも避けます。研究によると、ワームは病原菌によって生成された代謝物などの外部の手がかりに反応することが示されています^1,6、または食物がそれらを病気^にしていることを示す内部の手がかり

プロトコル

1.撮像装置のセットアップ(図1A-E)

1. 次の最小要件のスマートフォンカメラが利用可能であることを確認してください。
   12 メガピクセル (MP) カメラ
   1080p解像度のビデオ
   5 GBのストレージスペース(20分のビデオは3〜4 Gbです)
   アプリケーションストアのタイムラプスビデオアプリ(無料のアプリケーションが利用可能)
2. LEDライトボックスを、アッセイが行われる25°Cインキュベーターの一番下のラックに置きます。
3. LEDライト表面の点線パターンを隠すには、2枚のティッシュを広げてLEDボックスの表面全体をカバーします。
4. 試験片用の高架ステージを作成します(図1A、D)。高架ステージは、中空の長方形のトンネルで支えられた透明なプラスチックシートです。トンネルは集光器のように機能し、光を集束させ、試料とのコントラストを高めます(図1C)。光の散乱を最小限に抑えるために、トンネルの壁がやや暗くなっていることを確認してください。この研究では茶色の紙箱を使用しました。トンネルの寸法は5.5センチメートル×17センチメートル×4.5センチメートル(幅×....

ディスカッション

直接観察に頼るのではなく、動物の行動を画像化することは、便利であるだけでなく、視覚的な文書化を残すという利点もあります。これにより、客観的な第三者によるブラインド分析が可能になり、画像認識技術を使用した自動分析にも使用できます。利点にもかかわらず、通常提供される標準機器はコストが高いため、購入後はセットアップに専念します。

スマー?.......

資料

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