この研究は、コネチカット大学研究諮問委員会M.ルベガに大きな助成金によって部分的に資金提供されました.K.ブルジオは、M.ルベガに#1545458国立科学財団NRT- IGE助成金で支援されました。原稿は、2人の匿名のレビュー担当者の思慮深いフィードバックによって大幅に改善されました。

この研究は生きている動物との仕事を伴わなかったので、動物のケアレビューから免除されました。
1. セットアップと材料(図1)
<ol><li>対象となる種の平らなスキンが使用できない場合は、Spawのプロトコル29 を使用して、新鮮または凍結した標本からスキンを作成します。きちんとした、自然な位置に羽を先取りし、測定を進める前に一定の重量を得るために乾燥する。</li>
	<li>恒温温水浴場を設置する。 注:このセットアップは非常に高いので、床にお湯を置くのが最も簡単です。</li>
	<li>透明なアクリルガラス(材料表)のシートを、恒温湯浴の表面に置きます。ガラスは標本を濡らさずに皮膚の下側に熱の伝達を可能にする。 注:このパイロット研究は、アクリルガラスのシートを使用しました (厚さ 0.125)。ガラスの厚さは、材料の放射率30 に影響を与えない(それは常に0.86になる)が、ガラスの表面の絶対温度に影響を与える(すなわち、 厚いガラスは、より低い温度をもたらす)。したがって、すべての測定は、同じ厚さのアクリルガラスシートを使用して行われるべきです。</li>
	<li>アクリルガラスの上に円形の穴(直径0.5)の泡コアボード(厚さ1インチ)を置きます。 注:鳥の大きさは、穴の大きさ、したがって、ソースから熱を受け取る途切れない羽根のサイズを導く必要があります。ここでは、直径0.5の穴が使用されていますが、この大きさは、乳房の羽根管の下に熱を中心にするのに十分な小ささである一方で、標本への十分な熱伝達を達成するのに十分な大きさであるためです(最小のものを除くすべての鳥の)。熱開口部の大きさにかかわらず、すべての鳥に対して同等かつ複製可能な値を得るために、同じサイズの穴で測定を行うことを確認してください。</li>
	<li>カメラの最小焦点距離で、セットアップの真上にある三脚にサーマルカメラを取り付けます。 注:ここでは、FLIR SC655サーマルカメラが使用されています(680 px x 480 px解像度、±2°Cまたは±2%の読み取り精度、40 cmの最小焦点距離)。他のカメラは、解像度が異なる場合があります。</li>
	<li>サーマルカメラソフトウェアに次の項目を入力して、カメラをキャリブレーションします。<ol>
<li>カメラキャリブレーションソフトウェアで放射率値を1.0に設定したフォームの上にアルミ箔(光沢のある面を上に向けて)を配置して、反射温度を見つけます。熱画像を撮る。アルミニウム箔の表面の温度は、部屋の周囲温度に類似している必要があり、反射温度です。</li>
		<li>放射率の値31 を 0.95 に設定します。 注: 1) 輻率は、オブジェクトが放出する熱量の相対量を32 にし、0 ~ 1 の範囲です。放射率値の高い物体は大量の熱を放出し、放射率値が低い物体は熱32をほとんど放射しません。この値は、羽の放射率を表します。2) この値(0.95)は争われます。コシンとボウラーは、羽は0.90-0.95の間の放射率値を持っていると主張したが、証拠31は含まれなかった。ハメルは0.98の値を報告したが、彼は凍結標本からこの値を得た、とそれは正確ではないかもしれない33.証拠の欠如にもかかわらず、0.95放射率は、サーマルカメラ文献で最も頻繁に使用される値です(コシンとボウラー31によって証明されるように)。</li>
		<li>室内の周囲温度と湿度が一定であることを確認します。これらの値は、すべての測定の前に測定し、カメラのキャリブレーションソフトウェアで更新する必要があります。すべての室内の温度と湿度は多少変動するので、これらの値を記録し、ソフトウェアで更新すると、測定誤差が減少します。 注:ここでは、FLIRリサーチの最大ソフトウェアが使用されています。このソフトウェアは、すべての画像のデータを保存しませんので、各画像のこれらの値のすべてを記録することが重要です。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 測定のパフォーマンス
<ol><li>恒温温水浴を目標温度(40°Cはほとんどの通過鳥の平均内部コア温度のプロキシ)34に設定する。 注:安静時コア温度が高い種(例えば、ハチドリ34)以下(例えば、ペンギン34またはラット34、35)を使用する場合は、適宜温水浴を調整することが適切である場合があります。図3は、アクリルガラスの表面における温水浴の温度と温度との関係(例えば、平らな皮膚が露光される熱源の実際の温度)を示す。<ol>
<li>このプロトコル( 図5を参照)から得られた結果は、温度範囲を超える測定値を得ることは、熱性能の差を示す情報でもあることを示唆している。これを達成するには、30〜55°Cから5°Cの増分を使用してプロトコルに従ってください。</li>
	</ol></li>
	<li>サーマルカメラソフトウェアでは、熱が逃げている泡の穴の上に円/楕円を描きます。これにより、泡の上に皮膚を配置する際にこの領域を可視化し、平らな皮膚上の正しい領域が測定されることを確実にすることができる。</li>
	<li>穴の上に関心のある領域を持つ泡の上に平らな皮膚標本を置きます。 注:ここでは、各鳥の腹領域は、翼などの身体の他の部分によって妨げられないため、中央に位置しているので、エッジ効果を受けないように十分に位置しています。熱孔の上に皮膚の配置は、実験の質問に応じて異なります。一般的には、羽の道の上に直接配置し、できるだけ皮膚の端から離れて、推奨されます。皮膚を配置するときに羽を平らにしたり、障害を起こさないようにしてください。必要に応じて、皮膚が配置されたら、自然な位置にそれらをプリエン。</li>
	<li>15分待って、皮膚が熱源に順応するようにします。測定が早すぎると、フェザーコートの表面の温度値が低くなりすぎます。ここでは、皮膚や羽根を通る温度透過は15分で安定し、15分以上待つことは人工的に高い結果をもたらさない。</li>
	<li>平らな肌の熱画像を撮る。<ol>
<li>熱画像を撮影する前に、放射率の値31 を 0.95 に設定します。</li>
	</ol></li>
	<li>泡から皮膚を取り除き、すぐに泡の平らな皮膚なしでセットアップの熱画像を撮ります。これは、アクリルガラスの表面の温度を定量化し、平らな皮膚上の測定領域と熱源の面積を較正します。<ol>
<li>ここで、30 を用いたアクリルガラスの放射率は0.86である。皮膚なしで写真を撮る前に、サーマルカメラソフトウェアにこれを記録してください。 注:温水浴で表示される温度は、必ずしもアクリルガラスの表面の温度(図3)であり、その熱伝導性は完全ではありません。ガラスの温度を使用すると、皮膚の下側がどれほど暖かいかを推定する際のエラーが減少し、したがって、皮膚と羽根を通して失われる熱の量を組み合わせた推定です。</li>
	</ol></li>
	<li>同じ位置の泡に皮膚を戻します。合計5回の試行について、ステップ2.5~2.6を繰り返します。<ol>
<li>試料の皮膚を正しく配置するには、ターゲットの測定領域にある羽を1本の指先でそっと触れ、指を取り除いて熱画像を見ます。指からの残留熱は、熱画像に短時間表示されたままです。サンプリング領域がソフトウェアで描画された可視円の中にあることを確認します。ない場合は、スキンが動かされるまで動かします。このプロセスを 図 2に示します。 注:新鮮なスキン(利用可能な場合)は、生きている鳥の皮膚の自然な熱性能をより密接に表すことができますが、これらの測定に乾燥したスキンを使用すると、はるかに大きな標本プールで同等の再現可能な結果が得られます。したがって、すべての測定は、一定の重量に乾燥した皮膚を使用して、または標本の新鮮なおよび乾燥した皮膚の両方に取られるべきです。</li>
	</ol></li>
</ol>3. 熱画像からのデータ収集
<ol><li>各測定は、平らな皮膚とアクリルガラスの1つの2つの熱画像で構成されています。まず、アクリルガラスの画像を開きます。ソフトウェアで描画された円を、イメージに表示される泡の穴に合わせます。円の中心に温度値を記録します。 注: 熱画像からのデータ抽出の詳細については、シニアら36を参照してください。<ol>
<li>カメラを適切な値で調整してください。放射率30 を 0.86 に設定し、周囲温度と湿度をラボの現在の条件に合わせて設定してから、温度値を記録します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>平らなスキンの熱画像を開きます。円を動かさずに、円の中心にある温度値を記録します。 注:円は画像に記録されていないため、セクション2.6で撮影したアクリルガラスの画像で円の配置を校正することが重要です。<ol>
<li>カメラを適切な値で調整してください。放射率31 を0.95に設定し、温度値を記録する前に、周囲温度と湿度をラボの現在の状態に設定してください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>すべての標本のすべての測定に対して、ステップ 3.1 ~ 3.2 を繰り返します。</li>
</ol>4. 熱性能の計算
<ol><li>アクリルガラスの温度からフェザーコートの表面の温度を差し引きます。この値は、フェザーコートによって保持される熱を表します。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Morris, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Feather+Postures+of+Birds+and+the+Problem+of+the+Origin+of+Social+Signals.">The Feather Postures of Birds and the Problem of the Origin of Social Signals.</a> Behaviour. 9, 75-111 (1956).</li><li>Wetmore, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A Study of the Body Temperature of Birds. Smithsonian Miscellaneous Collections. 72 (12), (1921).</li><li>Hart, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Acclimatization+in+Four+Species+of+Small+Wild+Birds.">Seasonal Acclimatization in Four Species of Small Wild Birds.</a> Physiological Zoology. 35 (3), 224-236 (1962).</li><li>Veghte, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+and+Metabolic+Responses+of+the+Gray+Jay+to+Cold+Stress.">Thermal and Metabolic Responses of the Gray Jay to Cold Stress.</a> Physiological Zoology. 37 (3), 316-328 (1964).</li><li>Brush, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetics,+Temperature+Regulation+and+Circulation+in+Resting,+Active+and+Defeathered+California+Quail,+Lophortyx+californicus.">Energetics, Temperature Regulation and Circulation in Resting, Active and Defeathered California Quail, Lophortyx californicus.</a> Comparative Biochemistry and Physiology. 15, 399-421 (1965).</li><li>Dawson, W. R., Carey, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Acclimatization+to+Temperature+in+Cardueline+Finches.">Seasonal Acclimatization to Temperature in Cardueline Finches.</a> Journal of Comparative Physiology. 112, 317-333 (1976).</li><li>Cooper, S. J., Swanson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Acclimatization+of+Thermoregulation+in+The+Black-Capped+Chickadee.">Seasonal Acclimatization of Thermoregulation in The Black-Capped Chickadee.</a> The Condor. 96, 638-646 (1994).</li><li>Bush, N. G., Brown, M., Downs, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Effects+on+Thermoregulatory+Responses+of+the+Rock+Kestrel,+Falco+rupicolis.">Seasonal Effects on Thermoregulatory Responses of the Rock Kestrel, Falco rupicolis.</a> Journal of Thermal Biology. 33, 404-412 (2008).</li><li>Nzama, S. N., Downs, C. T., Brown, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Variation+in+the+Metabolism-Temperature+Relation+of+House+Sparrows+(Passer+domesticus)+in+KwaZulu-Natal,+South+Africa.">Seasonal Variation in the Metabolism-Temperature Relation of House Sparrows (Passer domesticus) in KwaZulu-Natal, South Africa.</a> Journal of Thermal Biology. 35, 100-104 (2010).</li><li>Noakes, M. J., Wolf, B. O., McKechnie, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Metabolic+Acclimatization+Varies+in+Direction+and+Magnitude+among+Populations+of+an+Afrotropical+Passerine+Bird.">Seasonal Metabolic Acclimatization Varies in Direction and Magnitude among Populations of an Afrotropical Passerine Bird.</a> Physiological and Biochemical Zoology. 90 (2), 178-189 (2016).</li><li>Taylor, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+insulation+of+the+down+and+feathers+of+pygoscelid+penguin+chicks+and+the+unique+properties+of+penguin+feathers.">Thermal insulation of the down and feathers of pygoscelid penguin chicks and the unique properties of penguin feathers.</a> The Auk. 103 (1), 160-168 (1986).</li><li>Ward, J. M., Houston, D. C., Ruxton, G. D., McCafferty, D. J., Cook, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+resistance+of+chicken+(Gallus+domesticus)+plumage:+a+comparison+between+broiler+and+free-range+birds.">Thermal resistance of chicken (Gallus domesticus) plumage: a comparison between broiler and free-range birds.</a> British poultry science. 42 (5), 558-563 (2001).</li><li>Ward, J. M., Ruxton, G. D., Houston, D. C., McCafferty, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+consequences+of+turning+white+in+winter:+a+comparative+study+of+red+grouse+Lagopus+lagopus+scoticus+and+Scandinavian+willow+grouse+L.+l.+lagopus.">Thermal consequences of turning white in winter: a comparative study of red grouse Lagopus lagopus scoticus and Scandinavian willow grouse L. l. lagopus.</a> Wildlife Biology. 13 (2), 120-130 (2007).</li><li>Lucas, A. M., Stettenheim, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Avian Anatomy: Integument. , (1972).</li><li>Osv&#225;th, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+feathered+are+birds?+Environment+predicts+both+mass+and+density+of+body+feathers.">How feathered are birds? Environment predicts both mass and density of body feathers.</a> Functional Ecology. 32, 701-712 (2018).</li><li>Pap, P. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phylogenetic+comparative+analysis+reveals+correlations+between+body+feather+structure+and+habitat.">A phylogenetic comparative analysis reveals correlations between body feather structure and habitat.</a> Functional Ecology. 31 (6), 1241-1251 (2017).</li><li>Caccamise, D. F., Weathers, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Winter+Nest+Microclimate+of+Monk+Parakeets.">Winter Nest Microclimate of Monk Parakeets.</a> The Wilson Bulletin. 89 (2), 346-349 (1977).</li><li>Broggi, J., Gamero, A., Hohtola, E., Orell, M., Nilsson, J. &. #. 1. 9. 7. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpopulation+variation+in+contour+feather+structure+is+environmentally+determined+in+great+tits.">Interpopulation variation in contour feather structure is environmentally determined in great tits.</a> PLoS ONE. 6 (9), 24942 (2011).</li><li>Howell, S. N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Molt in North American Birds. , (2010).</li><li>Willoughby, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Unusual+Sequence+of+Molts+and+Plumages+in+Cassin's+and+Bachman's+Sparrows.">An Unusual Sequence of Molts and Plumages in Cassin's and Bachman's Sparrows.</a> The Condor. 88 (4), 461-472 (1986).</li><li>Wetmore, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Number+of+Contour+Feathers+in+Passeriform+and+Related+Birds.">The Number of Contour Feathers in Passeriform and Related Birds.</a> Auk. 53, 159-169 (1936).</li><li>Staebler, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Number+of+Contour+Feathers+in+the+English+Sparrow.">Number of Contour Feathers in the English Sparrow.</a> The Wilson Bulletin. 53 (2), 126-127 (1941).</li><li>Barnett, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Changes+in+Temperature+Acclimatization+of+the+House+Sparrow,+Passer+domesticus.">Seasonal Changes in Temperature Acclimatization of the House Sparrow, Passer domesticus.</a> Comparative Biochemistry and Physiology. 33, 559-578 (1970).</li><li>Middleton, A. L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+Changes+in+Plumage+Structure+and+Body+Composition+of+the+American+Goldfinch,+Carduelis+tristis.">Seasonal Changes in Plumage Structure and Body Composition of the American Goldfinch, Carduelis tristis.</a> The Canadian Field-Naturalist. 100 (4), 545-549 (1986).</li><li>Lei, F. M., Qu, Y. H., Gan, Y. L., Gebauer, A., Kaiser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+feather+microstructure+of+Passerine+sparrows+in+China.">The feather microstructure of Passerine sparrows in China.</a> Journal f&#252;r Ornithologie. 143 (2), 205-213 (2002).</li><li>D'alba, L., Carlsen, T. H., &#193;sgeirsson, &. #. 1. 9. 3. ;., Shawkey, M. D., J&#243;nsson, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+of+feather+microstructure+to+eider+down+insulation+properties.">Contributions of feather microstructure to eider down insulation properties.</a> Journal of Avian Biology. 48 (8), 1150-1157 (2017).</li><li>Gilbert, C., Robertson, G., Le Maho, Y., Naito, Y., Ancel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Huddling+behavior+in+emperor+penguins:+dynamics+of+huddling.">Huddling behavior in emperor penguins: dynamics of huddling.</a> Physiology &amp; Behavior. 88, 479-488 (2006).</li><li>Kvadsheim, P. H., Folkow, L. P., Blix, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+device+for+measurement+of+the+thermal+conductivity+of+fur+and+blubber.">A new device for measurement of the thermal conductivity of fur and blubber.</a> Journal of thermal Biology. 19 (6), 431-435 (1994).</li><li>Spaw, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Combination Specimens a la Burke Museum. , 21-28 (1989).</li><li>Infrared Emissivity Table. ThermoWorks Available from: <a target="_blank" href="https://www.thermoworks.com/emissivity_table">https://www.thermoworks.com/emissivity_table</a> (2019)</li><li>Cossins, A. R., Bowler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Temperature Biology of Animals. , (1987).</li><li>Hammel, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+Emissivities+of+Some+Arctic+Fauna.">Infrared Emissivities of Some Arctic Fauna.</a> Journal of Mammalogy. 37 (3), 375-378 (1956).</li><li>McNab, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Analysis+of+the+Body+Temperatures+of+Birds.">An Analysis of the Body Temperatures of Birds.</a> The Condor. 68 (1), 47-55 (1966).</li><li>Crawford, E. C., Lasiewski, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+Consumption+and+Respiratory+Evaporation+of+the+Emu+and+Rhea.">Oxygen Consumption and Respiratory Evaporation of the Emu and Rhea.</a> The Condor. 70, 333-339 (1968).</li><li>Senior, R. A., Hill, J. K., Edwards, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ThermStats:+An+R+Package+for+Quantifying+Surface+Thermal+Heterogeneity+in+Assessments+of+Microclimates.">ThermStats: An R Package for Quantifying Surface Thermal Heterogeneity in Assessments of Microclimates.</a> Methods in Ecology and Evolution. 10, 1606-1614 (2019).</li><li>. FLIR Systems, Inc Available from: <a target="_blank" href="https://www.flir.com">https://www.flir.com</a> (2019)</li><li>McCafferty, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+thermal+imaging+in+avian+science.">Applications of thermal imaging in avian science.</a> Ibis. 155 (1), 4-15 (2013).</li><li>Boonstra, R., Eadie, J. M., Krebs, C. J., Boutin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limitations+of+Far+Infrared+Thermal+Imaging+in+Locating+Birds.">Limitations of Far Infrared Thermal Imaging in Locating Birds.</a> Journal of Field Ornithology. 66 (2), 192-198 (1955).</li><li>Rodbard, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Weight+and+Body+Temperature.">Weight and Body Temperature.</a> Science. 111 (2887), 465-466 (1950).</li></ol>

著者らは開示するものは何もない。

本論文は、鳥類平らな皮膚標本の反復可能で標準化された熱画像測定のためのプロトコルを提供する。この方法は、種間、種内、匹敵する個体間、および個体上の異なる場所で、すべて標本を破壊することなく、フェザーコートの熱性能を比較することを可能にする。
必要な材料や機器の入手可能性は、この方法の制限である場合があります。サーマルカメラは急速に?...

羽は鳥の特徴を定義し、断熱材1の最も重要な中で、多くの機能を果たしています。鳥は脊椎動物群の中で最も高い平均コア温度を有し、環境温度変化からそれらを絶縁する羽は、特に寒い環境ではエネルギーバランスの重要な部分である2。羽の重要性にもかかわらず、鳥の熱状態の変化に関する文献の大半は、断熱材3、4、5、6、7、8、9、10として羽の機能ではなく、温度変化に対する代謝反応に焦点を当てています(詳細については、Wardららを参照してください)。11、12、13。しかし、羽自体は時間、個体、種によって異なる可能性があります。
ここで示す方法は、フェザーコートの全体的な熱値を単独で定量するのに役立ちます。これは、行動体温調節1 および様々な量の絶縁脂肪などの生きた鳥の交感因子を取り除く。羽毛コートの熱性能のより広範な測定は、羽が断熱材にどのように寄与し、鳥の生命史と年間サイクルを通じて種間および内でどのように変化するかを理解するために必要である。
羽は、皮膚と羽の間だけでなく、羽の間の空気をトラップすることによって鳥を絶縁し、彼らは熱損失14に物理的な障壁を作成します。羽は、ラチスと呼ばれる中央の羽のシャフトで構成され、バーブ14と呼ばれる投影があります。バーブルは、隣接するバーブと連動して羽根を「ジップ」し、構造を与えるバーブ上の小さな二次投影です。さらに、下の羽は中央のラチスを欠き、そして少ないバーブルを有し、したがって、皮膚14の上にバーブの緩い、絶縁的な塊を形成する。羽毛のコートは、種15、16、種17、18の中で、そして匹敵する個体2、19、20、21、22、23、24の間で変化する。しかし、羽の数の変動、鳥の異なる種類の羽の相対的な豊富さ、またはバーブ/バーブルの数の変化が羽毛コートの全体的な熱性能にどのような影響を与えるかについての定量的な情報はほとんどありません。これまでの研究では、特定の種11、12、13に対する絶縁と熱伝導率の単一の平均値を決定することに焦点を当ててきた。
羽毛のコートは種によって異なることは知られている。例えば、ほとんどの鳥は、羽がそれぞれ14の翼とアプテリアと呼ばれる羽が生育する、または成長しない皮膚の異なる領域を持っています。翼の配置("羽道"とも呼ばれる)は種によって異なり、分類学的文字14としてある程度の価値を有する。しかし、いくつかの鳥(すなわち、ラテットとペンギン)は、この翼竜症を失い、体14を横切って羽の均一な分布を有する。さらに、異なる種、特に異なる環境に生息する種は、羽の種類15の異なる割合を有する。例えば、寒い気候に生息する鳥は、暖かい環境に生息する種よりも大きな羽根部16の羽毛が15羽、羽毛が輪郭を描いている。
羽の特定のタイプの微細構造はまた、種25、26を越えて断熱材に影響を与える可能性があります。Leiららは、多くの中国のパッセリンスズメの輪郭羽の微細構造を比較し、寒い環境に生息する種は、各輪郭羽のプルプラウスバーブの割合が高く、より長いバーブル、高いノード密度、および暖かい環境に生息する種よりも大きなノードを有することを発見した。D'alba et ala. 一般的なアイダーのダウン羽の微細構造を比較した (ソマテリア・モリッシマ) とグレイラグガチョウ(Anser anser) これらの違いが羽の凝集能と羽の凝集性能力と羽根の空気をトラップする能力の両方に影響を与える方法を説明した。フェザリングのこれらの変動が種間の羽毛コートの全体的な熱性能にどのような影響を与えるかについての定量的比較データは限られています(詳細については、テイラーとウォードを参照してください)。11,13.
種の中では、フェザーコートの熱性能は異なる場合があります。僧院のインコ(ミオプシタ・モナチャス)17など、いくつかの種は、非常に大きく多様な地理的範囲に生息しています。これらの異なる環境によってもたらされる異なる熱応力は、地域的に種内の鳥の羽毛コートに影響を与える可能性がありますが、現在このトピックに関するデータはありません。さらに、ブロッジらは、北半球の大きなおっぱい(パルスメジャーL.)の2つの集団を比較した。彼らは、より多くの北部の人口の輪郭の羽は、より南部の人口のそれよりも密度が高いが、より短く、比例的にプルプラセウスが少ないことを実証した。しかし、両集団の鳥が同じ場所18で育った時には、これらの違いは消えた。
さらに、Broggiらは、これらの知見を異なる熱条件に対するプラスチック応答として説明したが、これら異なるフェザーコート18の絶縁値を測定しなかった。この結果はまた、輪郭羽の羽の密度が輪郭の羽のプルラセウスバーブの割合よりも断熱材にとって重要であることを示唆しているが、Broggiらは北部の集団が十分な栄養素の不足のために最適な羽を作り出すことができないかもしれないことを示唆した。これらのフェザーコートの全体的な熱性能の定量的測定は、羽毛の違いの重要性の理解をさらに深めるであろう。
時間が経つにつれて、個々の鳥の羽のコートは異なります。少なくとも年に一度、すべての鳥は(すべての羽を交換)19.年が進むにつれて、羽は2、20、そして少ない数の18、21、22、23を着用します。一部の鳥は年に1回以上脱皮し、毎年複数の異なる羽毛コートを与えます。ミドルトンは、年に2回モルトするアメリカのゴールドフィンチ(スピノス・トリスティス)が、夏の間に代替羽毛よりも冬の間に基本的な羽毛の羽の数が多く、ダウニー羽の割合が高いことを示しました。羽毛コートのこれらの年間の違いは、鳥が寒い時期により多くの熱を受動的に保存したり、暖かい季節に受動的により多くの熱を流すことを可能にするかもしれないが、研究はこれを決定的にテストしていない。
鳥は行動1、27を熱調節し、異なる熱条件3、4、5、6、7、8、9、10、26に代謝的に順応することができますが、羽は断熱の一定の層を提供することによって、体温調節において重要な役割を果たします。ここで説明する方法は、羽毛コート単独とその受動的体温調節におけるその役割に関する質問に答えるように設計されています(すなわち、生きている鳥は、その行動や代謝を変更することなく保持する熱の量?)活性および生理的体温調節は生態学的に重要であるが、羽が単独で絶縁を助ける方法と、それらが活性行動および生理学的体温調節の必要性にどのように影響するかを理解することも重要である。
これまでの研究では、動物のペルト11、12、13、28の熱伝導率と断熱を定量化する方法が確立されています。ここで示す方法は、「ガードホットプレート」法11、12、13、28の拡張です。しかし、ここで説明する方法は、熱電対ではなくサーマルカメラを使用してフェザーコートの外側境界での温度を測定する。ガードホットプレート法は、ペルトを通るエネルギーフローの非常に正確な推定値を与えますが、それは、マルチ材料ホットプレートの構築、熱電対とサーモパイルの使用に精通している、および小片に切断しなければならないペルトの破壊的な使用を必要とします。これらの部分は、次いで、サンプルとホットプレート装置の間の空気を除去するためにグリースを塗る。アプテリアを欠いている少数の鳥(例えば、ペンギン)を除いて、カットの場所は実際に皮膚に付着する(そして上に)羽の数に大きな影響を与えるので、鳥の皮から小さな正方形を切断することは比較目的のために問題です。この問題は、ptyerlae14の存在、サイズ、および配置におけるタキサ間の変動によって悪化する。
さらに、博物館の標本は鳥の間の断熱材の変動を評価するための潜在的に豊富なリソースであり得るが、一般的に、科学的コレクションで皮膚標本を切断し、グリースする許可は達成不可能である。さらに、保護されたホットプレート測定のために野生から採取された標本は、その後博物館の標本として使用することはできません。ここで提示される方法は、1)標本の破壊を必要とせず、2)皮膚の下側をグリースすることなく、全体の乾燥した鳥の皮で使用することができるという点で、ガードホットプレート法とは異なります。それはますます手頃な価格(まだ比較的高価ですが)、正確であり、熱関係の生きた鳥の測定に使用されるサーマルカメラを使用しています。
この方法は、ガードされたホットプレート法のように、皮膚と羽根を通るエネルギーの流れ(したがって熱伝導率または絶縁値)を直接測定しません。代わりに、サーマルカメラを使用してフェザーコートの外側の境界での温度を測定します。結果の値は、皮膚、羽、およびそれらの間に閉じ込められた空気を通して受動的に失われた熱の統合された尺度を表します(下の熱源と比較して)。平らな皮として調製し、記載された技術を使用して測定された標本はコレクションに保存され、将来の研究のための価値を無期限に提供することができる。この方法は、標準的で、比較可能で比較的簡単な方法で、平らな皮を剥れた標本のフェザーコートの熱性能を測定する方法を提供し、特に中間および内特異的な比較に有用である。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum Foil</td>
			<td>Reynolds Wrap</td>
			<td>109000831</td>
			<td>30 square ft.; this exact model need not be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foam Core Board</td>
			<td>Foamular</td>
			<td>20WE</td>
			<td>1 in. x 4 ft. x 8 ft; this exact model need no be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>General Purpose Water Bath</td>
			<td>PolyScience</td>
			<td>WB02</td>
			<td>Ambiet +5 &#176;C to 100 &#176;C; &#177;.01 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDF Data logger</td>
			<td>Elitech</td>
			<td>RC-51H</td>
			<td>Built in temperature and humidity sensor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plexiglass</td>
			<td>AdirOffice</td>
			<td>1212-3-C</td>
			<td>Acrylic glass; 12 in. x 12 in. x 1/8 in.; this exact model need not be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal Image Analysis Software</td>
			<td>FLIR</td>
			<td>ResearchIR Max v4.40.7.26 (64-bit)</td>
			<td>Allows collection of precise, quantitative thermal data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal Imaging Camera</td>
			<td>FLIR</td>
			<td>SC655</td>
			<td>680x480-pixel resolution, &#177;2 &#176;C or &#177;2% accuracy, 40 cm minimum focusing distance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tripod</td>
			<td>The Audubon Shop</td>
			<td>The Birder Tripod with Manfrotto 700RC2 Rapid Release Head</td>
			<td>65&#34; maximum height; this exact model need not be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using a thermal camera to measure heat loss through bird feather coats

羽は断熱に不可欠であり、したがって、鳥類の熱規制のコストに不可欠です。様々な生態学的状況にわたる鳥類の熱調節のエネルギーコストに関する堅牢な文献があります。しかし、羽の単独の熱調節への寄与を特徴付ける研究はほとんどない。いくつかの以前の研究では、動物のペルトの絶縁値を測定する方法が確立されていますが、羽が皮膚全体に均等に分布していない鳥にとって問題のある破壊的なサンプリング方法が必要です。1)フェザーの熱調節への寄与が種の間および種の間でどのように変化するかについて、そして2)羽毛のコートが空間と時間の経過とともにどのように変化するかについて、より多くの情報が必要です。ここで報告されているのは、皮膚標本を破壊する必要なく、乾燥した皮膚標本を用いてフェザーコートと皮膚の熱性能を迅速かつ直接的に測定する方法である。この方法は、行動および生理学的戦略を使用して熱調節する生きた鳥の熱損失と代謝コストの測定では不可能な方法で、羽毛コート全体の熱勾配を分離し、測定する。この方法では、熱カメラを採用しており、定量的熱データを迅速に収集して、皮膚を通して安定したソースからの熱損失を測定することができます。このプロトコルは、さまざまな研究の質問に簡単に適用することができ、任意の鳥の分類に適用され、皮膚標本の破壊を必要としません。最後に、定量的データ収集を簡素化・加速させることで、鳥類における受動熱調節の重要性を理解し、さらに理解を深める。

6つの温度で測定された5種の各々の1個の一連の結果を表す結果を 、図4 および 図5に示す。これらは、皮膚の配置の小さな変化が最大1.7°Cの測定値の変動をもたらすことを示しています図 4 は、研究者のトレーニングが測定の繰り返し性を高める方法を示しています。例えば、同じ個々の家のスズメ(スパッサー家産)は...

Watch this Scientific Journal Video about Using a Thermal Camera to Measure Heat Loss Through Bird Feather Coats at JoVE.com

Using a Thermal Camera to Measure Heat Loss Through Bird Feather Coats

このプロトコルは、サーマルカメラと温水浴を使用して、平らな皮膚の鳥類標本を通して熱伝達の定量化を記述する。この方法により、乾燥した平らな皮膚標本を用いて、種全体のフェザーコートの熱性能に関する定量的、比較データを得ることができます。

サーマルカメラを使用して鳥の羽のコートを通して熱損失を測定する

Feathers are essential to insulation, and therefore to the cost of thermoregulation,&#160;in birds. There is robust literature on the energetic cost of ...

using-a-thermal-camera-to-measure-heat-loss-through-bird-feather-coats

Research

JoVE Journal

Biology

3.4K ビュー.  University of Connecticut. このプロトコルは、サーマルカメラと温水浴を使用して、平らな皮膚の鳥類標本を通して熱伝達の定量化を記述する。この方法により、乾燥した平らな皮膚標本を用いて、種全体のフェザーコートの熱性能に関する定量的、比較データを得ることができます。

ビデオ: Using a Thermal Camera to Measure Heat Loss Through Bird Feather Coats

Transformation of Plasmid DNA into E. coli Using the Heat Shock Method

Transformation of plasmid DNA into E. coli using the heat shock method is a basic technique of molecular biology. It consists of inserting a foreign plasmid or ligation product into bacteria. This video protocol describes the traditional method of transformation using commercially available chemically competent bacteria from Genlantis. After a short incubation in ice, a mixture of chemically competent bacteria and DNA is placed at 42&deg;C for 45 seconds (heat shock) and then placed back in ice. SOC media is added and the transformed cells are incubated at 37&deg;C for 30 min with agitation. To be assured of isolating colonies irrespective of transformation efficiency, two quantities of transformed bacteria are plated. This traditional protocol can be used successfully to transform most commercially available competent bacteria. The turbocells from Genlantis can also be used in a novel 3-minute transformation protocol, described in the instruction manual.

ヒートショック法による大腸菌へのプラスミドDNAの形質転換

Transformation of plasmid DNA into E. coli using the heat shock method is a basic technique of molecular biology. It consists of inserting a foreign ...

生物学

A Behavioral Assay to Measure Responsiveness of Zebrafish to Changes in Light Intensities 

The optokinetic reflex (OKR) is a basic visual reflex exhibited by most vertebrates and plays an important role in stabilizing the eye relative to the visual scene. However, the OKR requires that an animal detect moving stripes and it is possible that fish that fail to exhibit an OKR may not be completely blind. One zebrafish mutant, the no optokinetic response c (nrc) has no OKR under any light conditions tested and was reported to be completely blind. Previously, we have shown that OFF-ganglion cell activity can be recorded in these mutants. To determine whether mutant fish with no OKR such as the nrc mutant can detect simple light increments and decrements we developed the visual motor behavioral assay (VMR). In this assay, single zebrafish larvae are placed in each well of a 96-well plate allowing the simultaneous monitoring of larvae using an automated video-tracking system. The locomotor responses of each larva to 30 minutes light ON and 30 minutes light OFF were recorded and quantified. WT fish have a brief spike of motor activity upon lights ON, known as the startle response, followed by return to lower-than baseline activity, called a freeze. WT fish also sharply increase their locomotor activity immediately following lights OFF and only gradually (over several minutes) return to baseline locomotor activity. The nrc mutants respond similarly to light OFF as WT fish, but exhibit a slight reduction in their average activity as compared to WT fish. Motor activity in response to light ON in nrc mutants is delayed and sluggish. There is a slow rise time of the nrc mutant response to light ON as compared to WT light ON response. The results indicate that nrc fish are not completely blind. Because teleosts can detect light through non-retinal tissues, we confirmed that the immediate behavioral responses to light-intensity changes require intact eyes by using the chokh (chk) mutants, which completely lack eyes from the earliest stages of development. In our VMR assay, the chk mutants exhibit no startle response to either light ON or OFF, showing that the lateral eyes mediate this behavior. The VMR assay described here complements the well-established OKR assay, which does not test the ability of zebrafish larvae to respond to changes in light intensities. Additionally, the automation of the VMR assay lends itself to high-throughput screening for defects in light-intensity driven visual responses.

A Behavioral Assay to Measure Responsiveness of Zebrafish to Changes in Light Intensities

We developed the Visual-Motor Response to quantitate the motor output of larval zebrafish in response to light increments and decrements. We also examined zebrafish vision mutants, including the no optokinetic response (nrc) mutants, which were thought to be completely blind when tested by another vision assay, the optokinetic reflex.

光強度の変化にゼブラフィッシュの応答性を測定する行動アッセイ

The optokinetic reflex (OKR) is a basic visual reflex exhibited by most vertebrates and plays an important role in stabilizing the eye relative to the ...

Rapid PCR Thermocycling using Microscale Thermal Convection

Many molecular biology assays depend in some way on the polymerase chain reaction (PCR) to amplify an initially dilute target DNA sample to a detectable concentration level. But the design of conventional PCR thermocycling hardware, predominantly based on massive metal heating blocks whose temperature is regulated by thermoelectric heaters, severely limits the achievable reaction speed1. Considerable electrical power is also required to repeatedly heat and cool the reagent mixture, limiting the ability to deploy these instruments in a portable format.
Thermal convection has emerged as a promising alternative thermocycling approach that has the potential to overcome these limitations2-9. Convective flows are an everyday occurrence in a diverse array of settings ranging from the Earth's atmosphere, oceans, and interior, to decorative and colorful lava lamps. Fluid motion is initiated in the same way in each case: a buoyancy driven instability arises when a confined volume of fluid is subjected to a spatial temperature gradient. These same phenomena offer an attractive way to perform PCR thermocycling. By applying a static temperature gradient across an appropriately designed reactor geometry, a continuous circulatory flow can be established that will repeatedly transport PCR reagents through temperature zones associated with the denaturing, annealing, and extension stages of the reaction (Figure 1). Thermocycling can therefore be actuated in a pseudo-isothermal manner by simply holding two opposing surfaces at fixed temperatures, completely eliminating the need to repeatedly heat and cool the instrument.
One of the main challenges facing design of convective thermocyclers is the need to precisely control the spatial velocity and temperature distributions within the reactor to ensure that the reagents sequentially occupy the correct temperature zones for a sufficient period of time10,11. Here we describe results of our efforts to probe the full 3-D velocity and temperature distributions in microscale convective thermocyclers12. Unexpectedly, we have discovered a subset of complex flow trajectories that are highly favorable for PCR due to a synergistic combination of (1) continuous exchange among flow paths that provides an enhanced opportunity for reagents to sample the full range of optimal temperature profiles, and (2) increased time spent within the extension temperature zone the rate limiting step of PCR. Extremely rapid DNA amplification times (under 10 min) are achievable in reactors designed to generate these flows.

We describe a novel method to perform DNA replication via the polymerase chain reaction (PCR). Thermal convection is harnessed to continuously shuttle reagents between denaturing, annealing, and extension conditions by maintaining opposing surfaces of the reactor at constant temperature. This inherently simple design promises to make rapid PCR more accessible.

ミクロ熱対流を使用して迅速なPCRの熱サイクル

Many molecular biology assays depend in some way on the polymerase chain reaction (PCR) to amplify an initially dilute target DNA sample to a detectable ...

Preparation of Quality Inositol Pyrophosphates

Myo-inositol is present in nature either unmodified or in more complex phosphorylated derivates. Of the latest, the two most abundant in eukaryotic cells are inositol pentakisphosphate (IP5) and inositol hexakisphosphate (phytic acid or IP6). IP5 and IP6 are the precursors of inositol pyrophosphate molecules that contain one or more pyrophosphate bonds1. Phosphorylation of IP6 generates diphoshoinositolpentakisphosphate (IP7 or PP-IP5) and bisdiphoshoinositoltetrakisphosphate (IP8 or (PP)2-IP4). Inositol pyrophosphates have been isolated from all eukaryotic organisms so far studied. In addition, the two distinct classes of enzymes responsible for inositol pyrophosphate synthesis are highly conserved throughout evolution2-4.
The IP6 kinases (IP6Ks) posses an enormous catalytic flexibility, converting IP5 and IP6 to PP-IP4 and IP7 respectively and subsequently, by using these products as substrates, promote the generation of more complex molecules5,6. Recently, a second class of pyrophosphate generating enzymes was identified in the form of the yeast protein VIP1 (also referred as PP-IP5K), which is able to convert IP6 to IP7 and IP87,8.
Inositol pyrophosphates regulate many disparate cellular processes such as insulin secretion9, telomere length10,11, chemotaxis12, vesicular trafficking13, phosphate homeostasis14 and HIV-1 gag release15. Two mechanisms of actions have been proposed for this class of molecules. They can affect cellular function by allosterically interacting with specific proteins like AKT16. Alternatively, the pyrophosphate group can donate a phosphate to pre-phosphorylated proteins17. The enormous potential of this research field is hampered by the absence of a commercial source of inositol pyrophosphates, which is preventing many scientists from studying these molecules and this new post-translational modification. The methods currently available to isolate inositol pyrophosphates require sophisticated chromatographic apparatus18,19. These procedures use acidic conditions that might lead to inositol pyrophosphate degradation20 and thus to poor recovery. Furthermore, the cumbersome post-column desalting procedures restrict their use to specialized laboratories.
In this study we describe an undemanding method for the generation, isolation and purification of the products of the IP6-kinase and PP-IP5-kinases reactions. This method was possible by the ability of polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) to resolve highly phosphorylated inositol polyphosphates20. Following IP6K1 and PP-IP5K enzymatic reactions using IP6 as the substrate, PAGE was used to separate the generated inositol pyrophosphates that were subsequently eluted in water.

Inositol pyrophosphates play an important role in human pathologies such cancer, diabetes and obesity; however, the exact mechanism of action is a matter of dispute. The lack of commercially available inositol pyrophosphates renders detailed studies problematic. Here we describe a simple protocol to produce and isolate milligrams of inositol pyrophosphates.

品質イノシトールピロリン酸塩の調製

Myo-inositol is present in nature either unmodified or in more complex phosphorylated derivates. Of the latest, the two most abundant in eukaryotic cells ...

Large-scale Gene Knockdown in C. elegans Using dsRNA Feeding Libraries to Generate Robust Loss-of-function Phenotypes

RNA interference by feeding worms bacteria expressing dsRNAs has been a useful tool to assess gene function in C. elegans. While this strategy works well when a small number of genes are targeted for knockdown, large scale feeding screens show variable knockdown efficiencies, which limits their utility. We have deconstructed previously published RNAi knockdown protocols and found that the primary source of the reduced knockdown can be attributed to the loss of dsRNA-encoding plasmids from the bacteria fed to the animals. Based on these observations, we have developed a dsRNA feeding protocol that greatly reduces or eliminates plasmid loss to achieve efficient, high throughput knockdown. We demonstrate that this protocol will produce robust, reproducible knock down of C. elegans genes in multiple tissue types, including neurons, and will permit efficient knockdown in large scale screens. This protocol uses a commercially available dsRNA feeding library and describes all steps needed to duplicate the library and perform dsRNA screens. The protocol does not require the use of any sophisticated equipment, and can therefore be performed by any C. elegans lab.

Large-scale Gene Knockdown in C. elegans Using dsRNA Feeding Libraries to Generate Robust Loss-of-function Phenotypes

While dsRNA feeding in C. elegans is a powerful tool to assess gene function, current protocols for large scale feeding screens result in variable knockdown efficiencies. We describe an improved protocol for performing large scale RNAi feeding screens that results in highly efficacious and reproducible knockdown of gene expression.

大規模な遺伝子ノックダウン中<em&gt; C.虫</em&gt;堅牢な機能喪失表現型を生成するためのdsRNA摂食ライブラリの使用

RNA interference by feeding worms bacteria expressing dsRNAs has been a useful tool to assess gene function in C. elegans. While this strategy works well ...

Quantitative Immunofluorescence Assay to Measure the Variation in Protein Levels at Centrosomes

Centrosomes are small but important organelles that serve as the poles of mitotic spindle to maintain genomic integrity or assemble primary cilia to facilitate sensory functions in cells. The level of a protein may be regulated differently at centrosomes than at other .cellular locations, and the variation in the centrosomal level of several proteins at different points of the cell cycle appears to be crucial for the proper regulation of centriole assembly. We developed a quantitative fluorescence microscopy assay that measures relative changes in the level of a protein at centrosomes in fixed cells from different samples, such as at different phases of the cell cycle or after treatment with various reagents. The principle of this assay lies in measuring the background corrected fluorescent intensity corresponding to a protein at a small region, and normalize that measurement against the same for another protein that does not vary under the chosen experimental condition. Utilizing this assay in combination with BrdU pulse and chase strategy to study unperturbed cell cycles, we have quantitatively validated our recent observation that the centrosomal pool of VDAC3 is regulated at centrosomes during the cell cycle, likely by proteasome-mediated degradation specifically at centrosomes.

Here, a novel quantitative fluorescence assay is developed to measure changes in the level of a protein specifically at centrosomes by normalizing that protein&#8217;s fluorescence intensity to that of an appropriate internal standard.

中心体におけるタンパク質レベルの変化を測定するための定量的免疫蛍光アッセイ

Centrosomes are small but important organelles that serve as the poles of mitotic spindle to maintain genomic integrity or assemble primary cilia to ...

Using plusTipTracker Software to Measure Microtubule Dynamics in Xenopus laevis Growth Cones

Microtubule (MT) plus-end-tracking proteins (+TIPs) localize to the growing plus-ends of MTs and regulate MT dynamics1,2. One of the most well-known and widely-utilized +TIPs for analyzing MT dynamics is the End-Binding protein, EB1, which binds all growing MT plus-ends, and thus, is a marker for MT polymerization1. Many studies of EB1 behavior within growth cones have used time-consuming and biased computer-assisted, hand-tracking methods to analyze individual MTs1-3. Our approach is to quantify global parameters of MT dynamics using the software package, plusTipTracker4, following the acquisition of high-resolution, live images of tagged EB1 in cultured embryonic growth cones5. This software is a MATLAB-based, open-source, user-friendly package that combines automated detection, tracking, visualization, and analysis for movies of fluorescently-labeled +TIPs. Here, we present the protocol for using plusTipTracker for the analysis of fluorescently-labeled +TIP comets in cultured Xenopus laevis growth cones. However, this software can also be used to characterize MT dynamics in various cell types6-8.

Using plusTipTracker Software to Measure Microtubule Dynamics in Xenopus laevis Growth Cones

The MATLAB-based, open source software package, plusTipTracker, can be used to analyze image series of fluorescently-labeled +TIPs to quantify microtubule dynamics.

で微小管ダイナミクスを測定するためにplusTipTrackerソフトウェアを使用した<em&gt;アフリカツメガエル</em&gt;成長円錐

Microtubule (MT) plus-end-tracking proteins (+TIPs) localize to the growing plus-ends of MTs and regulate MT dynamics1,2. One of the most well-known and ...

A New Technique for Quantitative Analysis of Hair Loss in Mice Using Grayscale Analysis

Alopecia is a common form of hair loss which can occur in many different conditions, including male-pattern hair loss, polycystic ovarian syndrome, and alopecia areata. Alopecia can also occur as a side effect of chemotherapy in cancer patients. In this study, our goal was to develop a consistent and reliable method to quantify hair loss in mice, which will allow investigators to accurately assess and compare new therapeutic approaches for these various forms of alopecia. The method utilizes a standard gel imager to obtain and process images of mice, measuring the light absorption, which occurs in rough proportion to the amount of black (or gray) hair on the mouse. Data that has been quantified in this fashion can then be analyzed using standard statistical techniques (i.e., ANOVA, T-test). This methodology was tested in mouse models of chemotherapy-induced alopecia, alopecia areata and alopecia from waxing. In this report, the detailed protocol is presented for performing these measurements, including validation data from C57BL/6 and C3H/HeJ strains of mice. This new technique offers a number of advantages, including relative simplicity of application, reliance on equipment which is readily available in most research laboratories, and applying an objective, quantitative assessment which is more robust than subjective evaluations. Improvements in quantification of hair growth in mice will improve study of alopecia models and facilitate evaluation of promising new therapies in preclinical studies.

Alopecia is a common form of hair loss which can occur in many different conditions, including as a side-effect of chemotherapy. We have developed a method to quantify hair loss in mice, utilizing a standard gel imager to perform a grayscale analysis, to facilitate study of promising new alopecia therapies.

グレースケール解析を用いたマウスの抜け毛の定量分析のための新たな手法

Alopecia is a common form of hair loss which can occur in many different conditions, including male-pattern hair loss, polycystic ovarian syndrome, and ...

Using Microfluidic Devices to Measure Lifespan and Cellular Phenotypes in Single Budding Yeast Cells

Budding yeast Saccharomyces cerevisiae is an important model organism in aging research. Genetic studies have revealed many genes with conserved effects on the lifespan across species. However, the molecular causes of aging and death remain elusive. To gain a systematic understanding of the molecular mechanisms underlying yeast aging, we need high-throughput methods to measure lifespan and to quantify various cellular and molecular phenotypes in single cells. Previously, we developed microfluidic devices to track budding yeast mother cells throughout their lifespan while flushing away newborn daughter cells. This article presents a method for preparing microfluidic chips and for setting up microfluidic experiments. Multiple channels can be used to simultaneously track cells under different conditions or from different yeast strains. A typical setup can track hundreds of cells per channel and allow for high-resolution microscope imaging throughout the lifespan of the cells. Our method also allows detailed characterization of the lifespan, molecular markers, cell morphology, and the cell cycle dynamics of single cells. In addition, our microfluidic device is able to trap a significant amount of fresh mother cells that can be identified by downstream image analysis, making it possible to measure the lifespan with higher accuracy.

This article presents a protocol optimized for the production of microfluidic chips and the setup of microfluidic experiments to measure the lifespan and cellular phenotypes of single yeast cells.

シングル出芽酵母細胞での寿命と細胞表現型を測定するためのマイクロ流体デバイスを使用しました

Budding yeast Saccharomyces cerevisiae is an important model organism in aging research. Genetic studies have revealed many genes with conserved effects ...

Tethered Bilayer Lipid Membranes to Monitor Heat Transfer between Gold Nanoparticles and Lipid Membranes

Here we report a protocol to investigate the heat transfer between irradiated gold nanoparticles (GNPs) and bilayer lipid membranes by electrochemistry using tethered bilayer lipid membranes (tBLMs) assembled on gold electrodes. Irradiated modified GNPs, such as streptavidin-conjugated GNPs, are embedded in tBLMs containing target molecules, such as biotin. By using this approach, the heat transfer processes between irradiated GNPs and model bilayer lipid membrane with entities of interest are mediated by a horizontally focused laser beam. The thermal predictive computational model is used to confirm the electrochemically induced conductance changes in the tBLMs. Under the specific conditions used, detecting heat pulses required specific attachment of the gold nanoparticles to the membrane surface, while unbound gold nanoparticles failed to elicit a measurable response. This technique serves as a powerful detection biosensor which can be directly utilized for the design and development of strategies for thermal therapies that permits optimization of the laser parameters, particle size, particle coatings and composition.

This work outlines a protocol to achieve dynamic, non-invasive monitoring of heat transfer from laser-irradiated gold nanoparticles to tBLMs. The system combines impedance spectroscopy for the real-time measurement of conductance changes across the tBLMs, with a horizontally focused laser beam that drives gold nanoparticle illumination, for heat production.

金ナノ粒子と脂質膜の熱伝達をモニターする二重層脂質膜

Here we report a protocol to investigate the heat transfer between irradiated gold nanoparticles (GNPs) and bilayer lipid membranes by electrochemistry ...