일부 계통은 NIH Office of Research Infrastructure Programs (P40 OD010440)의 지원을받는 Caenorhabditis Genetics Center (CGC)에 의해 제공되었습니다. 이 연구는 하워드 휴즈 의학 연구소 (Howard Hughes Medical Institute)에 의해 지원되며 PWS는 수사관입니다.

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	<li>White, J. G., Southgate, E., Thomson, J. N., Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+nervous+system+of+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314, 1-340 (1986).</li><li>Bargmann, C. I., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemosensory+neurons+with+overlapping+functions+direct+chemotaxis+to+multiple+chemicals+in+C.+elegans.">Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans.</a> Neuron. 7 (5), 729-742 (1991).</li><li>Bargmann, C. I., Hartwieg, E., Horvitz, H. 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H., Bazzicalupo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Worms+taste+bitter:+ASH+neurons,+QUI-1,+GPA-3+and+ODR-3+mediate+quinine+avoidance+in+Caenorhabditis+elegans.">Worms taste bitter: ASH neurons, QUI-1, GPA-3 and ODR-3 mediate quinine avoidance in Caenorhabditis elegans.</a> EMBO J. 23 (5), 1101-1111 (2004).</li><li>Zariwala, H. A., Miller, A. C., Faumont, S., Lockery, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Step+response+analysis+of+thermotaxis+in+Caenorhabditis+elegans.">Step response analysis of thermotaxis in Caenorhabditis elegans.</a> J Neurosci. 23 (10), 4369-4377 (2003).</li><li>Ward, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+by+the+nematode+Caenorhabditis+elegans:+identification+of+attractants+and+analysis+of+the+response+by+use+of+mutants.">Chemotaxis by the nematode Caenorhabditis elegans: identification of attractants and analysis of the response by use of mutants.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 70 (3), 817-821 (1973).</li><li>Wicks, S. R., de Vries, C. J., van Luenen, H. G., Plasterk, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CHE-3,+a+cytosolic+dynein+heavy+chain,+is+required+for+sensory+cilia+structure+and+function+in+Caenorhabditis+elegans.">CHE-3, a cytosolic dynein heavy chain, is required for sensory cilia structure and function in Caenorhabditis elegans.</a> Dev Biol. 221 (2), 295-307 (2000).</li><li>Jansen, G., Weinkove, D., Plasterk, R. H. 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프로토콜의 중요한 단계는 검정 플레이트가 서로 다른 실험 기간 동안 일관된 건조 수준을 유지하도록하는 것입니다. 건조 수준이 다르면 한천에 대한 용액의 확산 속도가 달라져 결과적으로 행동 결과가 달라집니다. 따라서, 분석 플레이트는 항상 실험 전에 오후에 신선하게 만들어야합니다. 분석 당 시험 된 웜의 수는 또한 치료법을 쉽게 비교할 수 있도록 규제되어야합니다. 참고로, 야생형 웜 4-10 알 / 얻었다 평균 H&gt; 분석 당 360 개 웜 상기 웜 동기화 프로토콜 (17)을 따라 경우를 낳는다. 어떤 돌연변이 계통의 돌연변이가 알을 낳지 못하는 경우, 알을 낳기 위해 더 많은 육식성 어른 벌레를 골라 대상 자 수에 도달시킵니다. 프로토콜의 또 다른 중요한 단계는 세척 프로세스 및 웜 배치 중에 웜을 부드럽게 처리하는 것입니다. 웜은 기계적 자극에 민감합니다.<html> 반전 및 산란 방지 18 . 또한 ROI를 정확하게 정의하고 비디오 분석을 진행하기 전에 특정 조명 조건에 대한 최적의 임계 값 상수 값을 결정하는 데주의를 기울여야합니다. 또한 마지막 실험이 실행 된 후 오랜 시간이 경과 한 경우 보정 및 임계 과정을 반복하는 것이 좋습니다. 이 방법의 한계는 작은 벌레 개체군을 분석하는데 적합하지 않다는 것입니다. 그러나 음식의 존재가 감각 거동에 미치는 영향을 결정하는 적절한 제어가 수행되면, 보존 분석과 같이 웜의 공간 탐색 위치를 제한하기 위해 음식을 활용하는 것도이 설정으로 가능합니다. 또한,이 방법은 근접 및 소량의 대조군과 실험용 용액 방울을 사용하기 때문에 자극 구배 탐색을 연구하기위한 것이 아닙니다. 멀티 웜 추적 및 단일 웜의 특징 추출을 가능하게 향후 e_content &quot;&gt;, 프로그래밍 소프트웨어는이 시스템을 19, 20에 통합 할 수 있습니다. 이러한 반전 속도 및 제공 할 것입니다 신체 굴곡의 진폭 단일 웜 행동의 미묘한 행동의 매개 변수를 기록 인구 통계 학적 분석의 맥락에서 개별 웜의 chemosensory 행동에 대한보다 자세한 그림입니다. 또한 게이지 크기가 적절한 주사기 바늘을 사용하여 투자 수익 (ROI)을 통해 구멍을 뚫고 습지에 한천을 주입하여 습관을 연구 할 수 있습니다 실험 화합물 또는 대조군 완충액과 함께 사용하면 습관성 연구 중에 필요한 시간보다 긴 기록 시간에 걸쳐 화합물의 표면 농도를보다 일관되게 유지할 수 있습니다.이 방법의 또 다른 잠재적 응용은 다른 선충류 종에 대해 비교 행동 연구를 수행하는 것입니다. 또한, 행동 챔버multimodal 자극에 행동 반응을 연구하기 위해 여러 가지 방법으로 수정할 수 있습니다. optogenetic 애플 리케이션을 위해, 높은 강도의 LED 배열은 분석 중에 관심 뉴런을 선택적으로 활성화하기 위해 카메라 마운트 옆에 부착 할 수 있습니다. 가열 요소, 냉각 시스템 및 온도 센서를 설치하여 감각 작용에 대한 온도 영향을 연구 할 수도 있습니다. 또한 냄새 전달 시스템을 냄새 감지 및 화학 감각 양상 간의 상호 작용을 조사하기 위해 챔버 내부에 설치할 수 있습니다.

먹이를 찾는 동물은 여러 감각 양식의 입력을 통합하고 환경을 성공적으로 탐색하기 위해 적절한 행동 전략을 선택해야합니다. 외부 감각 입력이 어떻게 받아 들여지고 행동 선택을 유도하기 위해 신경 정보로 변환되는지를 이해하는 것은 신경 생물학 분야의 핵심 목표입니다. 유 전적으로 다루기 쉬운 선충류 인 C. elegans 는 감각 생물학 및 다중 모달 통합에 바탕을 둔 신경 메커니즘을 연구하는 매력적인 모델 유기체입니다. C. 엘레 간 스는 302 개의 뉴런 만 가지고 있지만 용해성 화합물, 휘발성 냄새 물질 및 주위 온도 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7을 비롯한 다양한 환경 적 자극을 감지하고 구별 할 수 있습니다. 그만큼선충 류 C. elegans는 식량 원천을 현지화하고 잠재적 인 위협에 스스로를 경고하기 위해 화학 감각기구에 크게 의존합니다. 따라서 C. elegans 의 놀라운 감각 기능을 뒷받침하는 유전 적, 세포 적 및 신경 학적 메커니즘을 분석하는 데 야생형 및 돌연변이 C. elegans의 화학 자극에 대한 반응을 스크리닝하도록 설계된 행동 분석이 중요한 역할을합니다. 가용성 화합물에 대한 반응을 분석하기 위해 세 가지 유형의 분석법, 즉 낙하 시험, 화학 주성 분석 및 보유 분석이 설명되었습니다. 낙하 시험에서 화합물의 작은 방울이 움직이는 벌레의 꼬리에 놓이고 액체가 전방 감각기구에 도달하면 앞뒤로 움직이거나 앞으로 움직이려는 웜의 결정은 4 점 입니다. 낙하 테스트는 실험 준비가 거의 필요하지 않으며 레이저로 작동되는 웜의 경우처럼 웜의 샘플 크기가 작은 경우 유용합니다. 그러나 하나의 웜으로 만한 번에 분석 할 수 있으며 실험자가 분석 기간 동안 존재해야하며, 낙하 시험은 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. 드롭 테스트는 샘플 내의 각 웜 간의 드롭 전달의 변화에 ​​취약하기 때문에 분석의 전체 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 낙하 테스트의 또 다른 한계는 벌레의 전방 운동으로부터의 화합물의 매력적 또는 중립적 인 효과를 구분할 수 없으므로 혐오 성 화합물에 대한 웜의 반응을 분석하는 데에만 사용될 수 있다는 것입니다. 수용성 화합물의 화성 분석은 일반적으로 두 개의 대향하는 사분면 한천 및 다른 두 사분면 8,9 혼입 대조액 혼입 실험 용액을 네 개의 사분면으로 한천 플레이트를 분할하는 것을 포함한다. 분석의 시작에서 웜을 포함하는 방울의 방울을 플레이트의 중앙에 놓고 웜의 수를<html> 각 사분면은 다른 시점에서 채점됩니다. chemotaxis assay는 각 분석에서 많은 수의 웜이 테스트되기 때문에 낙하 테스트에 비해 더 큰 통계력을 제공합니다. 그러나,이 방법의 하나의 한계는 주 화성 검정 플레이트의 제조가 다량의 실험 화합물을 필요로한다는 것이다. 이것은 ascaroside signaling molecule 10 의 경우와 같이, 제한된 수율로 복잡한 정제 과정이 필요한 화합물을 얻기 위해 대규모 행동 스크린을 수행하는 것을 어렵게 만듭니다. 또한 분석을 통한 웜의 수동 계산은 오류의 영향을 받기 쉽고 계산 과정에서 판의 섭동이 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 앞에서 언급 한 두 가지 방법과 달리 보관 분석은 점수 계산 과정에서 오류를 최소화하고 분석 중에 실험자의 간섭을 줄이는 머신 비전을 사용합니다<html> &gt; 11. 웜 동작의 비디오 레코딩에 대한 전산화 된 분석은 득점이 몇 개의 개별 시간 지점에서만 수행 될 때 놓칠 수있는 미묘한 행동 동학을 잠재적으로 나타낼 수 있습니다. 보유 분석에서 두 개의 용액 반점이 작은 원형 세균성 식품 패치의 반대편에 추가되고 그 다음에 식품 패치 중간에 적은 수의 웜이 배치됩니다. 웜의 행동은 비디오 녹화, 분석 및 선호 지수 값은 각 솔루션 영역의 총 웜 픽셀 수를 기반으로 계산됩니다. 매력적인 식품 패치의 존재가 각 분석에서 웜의 작은 개체군을 사용할 수는 있지만, 음식은 이전에 용해 방지제 12에 대한 회피 거동을 민감하게하는 것으로 나타났습니다. 또한, 웜은 단파장 빛에 대한 광 반응성 반응을 나타내며 동작 기록 설정에서 백색광을 방출하는 현미경 광원의 사용은 동작에 영향을 줄 수 있습니다s = &quot;xref&quot;&gt; 13. 이 논문에서 논의 된 방법의 목적은 population-based assay를 사용하여 C. elegans의 가용성 화합물 선호도를 기록하고 분석하는 것이다. 이를 위해 현재의 방법은 이전에 논의 된 세 가지 방법 모두를 통합하고 개선합니다. 그것은 웜의 큰 개체군을 검사 할 수있게하며 각 분석에서 사용되는 실험 용액의 양은 단지 소량입니다. 또한이 분석은 적외선 LED 백라이트가있는 맞춤형 밀폐 된 동작 챔버 내에서 수행되어 짧은 파장의 빛이 동작에 미치는 영향을 최소화합니다. 각 챔버에는 벤치 공간을 손상시키지 않으면 서 실험 처리량을 증가시키는 여러 대의 현미경 카메라가 장착 될 수 있습니다. 마지막으로, 비디오 분석 소프트웨어는 각 비디오에 대한 선호 지수 값뿐만 아니라 시간 경과에 따른 인구 행동 역학을 시각화하기위한 웜 점유도 플롯을 출력합니다. 챔버 설정과ssay 프로토콜은 악취 물질 또는 온도가 화학 감각적 인 행동에 미치는 영향과 같은 다중 모달 행동 반응을 연구하도록 추가로 수정할 수 있습니다. 이 문서에서는 행동 챔버 및 분석 프로토콜의 구성에 대해 설명합니다. 또한 알려진 수용성 방수제 야생 형 웜 및 화학 감각 결함이있는 돌연변이, 구리 이온 4의 반응을 분석하는이 방법의 유용성을 보여줍니다. 마지막으로 제공된 소프트웨어를 사용한 비디오 분석 프로세스가 자세히 설명됩니다.

<table><tbody><tr><td>Aluminum T-slotted framing extrusions</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T101</td><td>Single profile, 1&quot; size, solid</td></tr><tr><td>Brackets</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T236</td><td>1&quot; long for 1&quot; high single profile extrusions</td></tr><tr><td>Compact end-feed fasteners</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T139</td><td>1&quot; (single), pack of 4</td></tr><tr><td>Twist-in solid panel holders</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T251</td><td>For 1&quot; high extrusion</td></tr><tr><td>Plastic end caps</td><td>McMaster-Carr</td><td>47065T91</td><td>For 1&quot; high extrusion</td></tr><tr><td>Optically clear cast acrylic sheet</td><td>McMaster-Carr</td><td>8560K211</td><td>3/16&quot; thick, 12&quot; x 12&quot;</td></tr><tr><td>Vinyl-coated polyester fabric</td><td>McMaster-Carr</td><td>88505K57</td><td>0.027&quot; thick, 61&quot; width, black</td></tr><tr><td>Brass grommets</td><td>McMaster-Carr</td><td>9604K22</td><td>Trade size 0, 0.545&quot; outer diameter</td></tr><tr><td>Steel washers</td><td>McMaster-Carr</td><td>90107A029</td><td>1/4&quot; screw size</td></tr><tr><td>Rounded head screws</td><td>McMaster-Carr</td><td>90272A546</td><td>1/4&quot; - 20 thread size, 1 - 1/2&quot; long</td></tr><tr><td>Standard operating backlight</td><td>Smart Vision Lights</td><td>See local vendor</td><td>8&quot; x 8&quot;, infrared 850 nm</td></tr><tr><td>IVP-C1 Variable Control Pot</td><td>Smart Vision Lights</td><td>See local vendor</td><td></td></tr><tr><td>T1 Power Supply</td><td>Smart Vision Lights</td><td>See local vendor</td><td></td></tr><tr><td>Dino lite Pro AM4113T</td><td>Dino-Lite Digital Microscope</td><td>See local vendor</td><td></td></tr><tr><td>MS09B microscope stand</td><td>Dino-Lite Digital Microscope</td><td>See local vendor</td><td></td></tr></tbody></table>

automated analysis of a nematode population-based chemosensory preference assay

선충류 인 Caenorhabditis elegans 의 단지 302 개의 뉴런으로 이루어진 소형 신경계는 다양한 행동 레퍼토리의 기초가됩니다. 이러한 행동의 근간을 이루는 신경 회로의 해부를 촉진하기 위해 강건하고 재현 가능한 행동 분석법의 개발이 필요합니다. 이전의 C. 엘레 간스 행동 연구는 가용성 화합물에 대한 C. 엘레 간스 의 반응을 조사하기 위해 &quot;낙하 시험&quot;, &quot;화학 주성 분석&quot;및 &quot;보유 분석&quot;의 변형을 사용했습니다. 이 글에서 설명한 방법은 앞서 언급 한 세 가지 분석법의 보완적인 장점을 결합하고자합니다. 간단히 말해, 각 검정 플레이트의 중간에있는 작은 원은 컨트롤과 실험 솔루션이 번갈아 배치 된 4 개의 사분면으로 나뉩니다. 웜이 추가 된 후, 분석 플레이트는 동작 챔버로로드되어 현미경 카메라가 처리 된 영역과 웜의 만남을 기록합니다. 그런 다음 자동화 된 비디오 분석이 수행됩니다.각 비디오에 대한 선호 지수 (PI) 값이 생성된다. 이 방법의 비디오 수집 및 자동 분석 기능은 실험자의 개입 및 관련 오류를 최소화합니다. 또한, 실험 화합물의 소량은 분석 당 사용되며 행동 챔버의 멀티 카메라 설정은 실험 처리량을 증가시킵니다. 이 방법은 유전 적 돌연변이와 새로운 화합물의 행동 스크린을 수행하는 데 특히 유용합니다. 그러나,이 방법은 대조구와 실험 용액 영역의 근접성으로 인해 자극 구배 탐색을 연구하기에 적합하지 않습니다. 소규모의 웜 집단 만 사용할 수있는 경우에도 사용해서는 안됩니다. 현재 형태의 가용성 화합물에 대해서만 반응을 분석하는 데는 적합하지만,이 방법은 multimodal 감각 상호 작용 및 optogenetic 연구에 적합하도록 쉽게 수정할 수 있습니다. 이 방법은 또한 다른 선충류의 화학 감응 반응을 분석하기 위해 적용될 수있다. </p&gt;

그림 3A 는 서로 다른 유전자형 및 치료 pairings에 대한 선호 지수 값을 보여줍니다. 환경 설정 지수 값 1은 실험 투자 수익 (ROI)에있는 솔루션에 대한 강한 매력을 나타냅니다. 선호 지수 값 -1은 강한 반발력을 나타냅니다. M13 버퍼 용액을 대조 ROI와 실험 ROI에 둘 때 선호 지수 0.02를 얻었으므로 ROI 중 어느쪽으로도 공간 편향이 없음을 나타냅니다. N2 웜 강하게 구리 이온이 강한 방수제 (보충 영화 1) 4- 있다는 이전의 결과를 확증 -0.67의 우선 지수에 기인하는 구리 이온을 피했다. 감각 섬모의 원위 세그먼트의 적절한 형성을 부족 OSM-3 변이체, A는 유의 구리 이온 (PI = -0.19) (15)의 회피 감소 하였다. ocr-2 돌연변이 체는 de<html> 구리 회피를 비롯한 많은 ASH 매개 성 침해 수용체 반응에서의 fective는 구리 이온 (PI = 0.19) ( 보충 영화 2 ) 16에 대한 유의미한 감소 회피 및 심지어 약간의 인력도 보입니다. 그림 3B 는 대표적인 웜 점유도를 보여주는데, 이는 각 비디오에서 시간에 따른 대조군의 웜 밀도와 실험적 ROI를 나타냅니다. 작도 영역의 색상이 어두울수록 ROI의 웜 픽셀 수는 커집니다. M13 완충액 대조군으로 처리 된 N2 웜에 대한 점유율 그래프는 두 ROI의 웜 수가 분석 전반에 걸쳐 유사 함을 보여줍니다. 그러나 구리 이온으로 처리 된 N2 웜의 점유 면적은 웜이 분석을 통해 실험 ROI를 강력하고 일관되게 피할 수 있음을 나타냅니다. gimg &quot;src =&quot;/ files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; 그림 1 : Behavior Chamber Design의 사진 및 도식 표현. ( A ) 행동 챔버 설치의 정면도 (왼쪽)와 챔버 프레임의 상응하는 개략도 (오른쪽). 불투명 한 폴리 에스테르 시트는 바닥면을 제외한 모든면에 챔버를 둘러싸고있어 적외선 백라이트 패널을 통해 빛을 통과시킵니다. 숫자 1, 2 및 3은 (B)의 압출 레이어에 해당합니다. ( B ) 행동 챔버 프레임을 구성하는 압출 층의 평면도. 여기에는 상단 레이어 (1), 중간 카메라 마운트 어셈블리 레이어 (2) 및 하단 스테이지 레이어 (3)가 포함됩니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; 그림 2 : 솔루션 배치 및 플레이트 정렬 템플리트. ( A ) 솔루션 배치 템플릿에는 4 개의 사분면과 번호 정렬 표식이 있습니다. 대조 용액은 좌상 사상 및 우상 사분면에 놓고 실험 용액은 우상 및 좌하 사분면에 놓습니다. ( B ) 플레이트 정렬 템플릿은 비디오 레코딩 및 분석 동안 시야에서 웜의 폐색을 최소화하는 번호 정렬 마커 만 있습니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> 그림 3 :이 분석을 사용하여 수집 된 데이터의 예. ( A ) 야생형 N2 및 C. elegans에 대한 특이도 (PI) 값 </e<html> M13 버퍼와 10mM의 CuCl 대 (2)에 응답하여 m&gt;. N2 웜은 M13 대조군 용액을 두 ROI에 모두 넣었을 때 대조군과 실험적 ROI 사이에 아무런 선호도를 나타내지 않았지만 구리 이온을 넣었을 때 실험적 ROI를 크게 피할 수있었습니다 (각각 PI = 0.02 및 -0.67). osm-3 (p802) 돌연변이와 ocr-2 (ak47) 돌연변이는 N2에 비해 구리 이온 회피가 유의하게 감소했다 (PI = -0.1 및 0.2). 각 유전자형 - 치료 쌍에 대해 N = 6 분석, 분석 당 360 벌레 이상, 오차 막대는 ± 1 SEM, *** p &lt;0.001, 일원 분산 분석 후 사후 Tukey 정직한 유의 차 (HSD) 검정이 뒤 따른다. ( B ) 대조 ROI에 M13 버퍼가 있고 실험 ROI에 구리 이온 (아래)이있는 N2 웜과 ROI 모두에서 M13 버퍼가있는 N2 웜에 대한 대표적인 웜 점유율입니다. 각 점유도 아래의 색상 스케일은 웜 픽셀 수를 나타냅니다.pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot;_ blank &quot;&gt;이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. 보충 영화 1 : 10 mM 구리 염화물에 대한 N2 웜의 행동 반응. 웜은 M13 버퍼 (왼쪽 위와 오른쪽 아래)가있는 컨트롤 사분면에 끌 리지만 M13 버퍼에 용해 된 구리 이온을 포함하는 사분면 (오른쪽 위 및 왼쪽 아래)을 강하게 피합니다. 비디오는 초당 1 프레임으로 기록되었으며 속도는 15 배 빨라졌습니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a> 보충 영화 2 : 10 mM 구리 염화물에 대한 ocr-2 (ak47) 벌레 의 행동 반응 . 웜은 M13 버퍼 (왼쪽 위와 오른쪽 아래)와 사분면을 가진 컨트롤 사분면에서 대략 동일한 정도로 로밍합니다M13 버퍼에 녹아있는 구리 이온 (오른쪽 위와 왼쪽 아래)이 기록 기간 동안 지속된다. 돌연변이 체는 녹음 시작시 구리 이온을 함유 한 사분면에 대해 약간의 선호도를 나타낸다. 비디오는 초당 1 프레임으로 기록되었으며 속도는 15 배 빨라졌습니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a> 보충 파일 : 솔루션 배치 및 플레이트 정렬 템플리트. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

우리는 인구 기반 분석에서 가용성 화합물에 대한 선충류 인 Caenorhabditis elegans 의 선호도를 자동 분석 할 수있는 행동 기록 설정 및 프로토콜을 제시합니다. 이 기사에서는 비헤이비어 챔버의 구성, 동작 분석 프로토콜 및 비디오 분석 소프트웨어 사용에 대해 설명합니다.

선충 집단에 기반한 화학 감응도 선호 분석의 자동화 된 분석

The nematode, Caenorhabditis elegans' compact nervous system of only 302 neurons underlies a diverse repertoire of behaviors. To facilitate the dissection ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

7.4K 조회수.  California Institute of Technology.  우리는 인구 기반 분석에서 가용성 화합물에 대한 선충류 인 Caenorhabditis elegans 의 선호도를 자동 분석 할 수있는 행동 기록 설정 및 프로토콜을 제시합니다. 이 기사에서는 비헤이비어 챔버의 구성, 동작 분석 프로토콜 및 비디오 분석 소프트웨어 사용에 대해 설명합니다. 

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Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to this multifactorial disorder is the consumption of a high fat diet, a behavior that has been shown to increase both caloric intake and body fat content. However, the elements regulating preference for high fat food over other foods remain understudied.
To overcome this deficit, a model to quickly and easily test changes in the preference for dietary fat was developed. The Fat Preference model presents rats with a series of choices between foods with differing fat content. Like humans, rats have a natural bias toward consuming high fat food, making the rat model ideal for translational studies. Changes in preference can be ascribed to the effect of either genetic differences or pharmacological interventions. This model allows for the exploration of determinates of fat preference and screening pharmacotherapeutic agents that influence acquisition of obesity.

Dietary fat content influences both energy intake and body fat composition in mammals. By examining rats&#8217; preference for high fat food in a series of choice experiments, it is possible to test genetic differences and pharmacological interventions on their preference for high fat food.

지방 성향 : 먹는 행동의 소설 모델 쥐에

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

연구

행동분석학

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including Pristionchus pacificus display complex behaviors, the most striking of which is the predation of other nematode larvae. However, as these behaviors are absent in the model organism Caenorhabditis elegans, they have thus far only recently been described in detail along with the development of reliable behavioral assays 1. These predatory behaviors are dependent upon phenotypically plastic but fixed mouth morphs making the correct identification and categorization of these animals essential. In P. pacificus there are two mouth types, the stenostomatous and eurystomatous morphs 2, with only the wide mouthed eurystomatous containing an extra tooth and being capable of killing other nematode larvae. Through the isolation of an abundance of size matched prey larvae and subsequent exposure to predatory nematodes, assays including both "corpse assays" and "bite assays" on correctly identified mouth morph nematodes are possible. These assays provide a means to rapidly quantify predation success rates and provide a detailed behavioral analysis of individual nematodes engaged in predatory feeding activities. In addition, with the use of a high-speed camera, visualization of changes in pharyngeal activity including tooth and pumping dynamics are also possible.

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

Behavioral assays provide powerful tools for understanding neuronal function. Here we present several protocols for quantifying predatory feeding behavior found in the model nematode Pristionchus pacificus and its relatives. Additionally, we provide methods for analyzing predatory feeding adaptations including mouth structures and teeth.

에서 약탈 먹이 행동을 분석<em&gt; Pristionchus</em&gt; 및 기타 선충

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including ...

환경과학

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment through neuron-specific detection of food and chemical odors1, 2, and can associate nutritive states with chemical odors3, temperature4, and the pathogenicity of a food source5.
Here, we describe assays of C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. We modified an aversive olfactory learning paradigm6 to instead produce a positive response; the assay involves starving ~400 worms, then feeding the worms in the presence of the AWC neuron-sensed volatile chemoattractant butanone at a concentration that elicits a low chemotactic index (similar to Toroyama et al.7). A standard population chemotaxis assay1 tests the worms' attraction to the odorant immediately or minutes to hours after conditioning.
After conditioning, wild-type animals' chemotaxis to butanone increases ~0.6 Chemotaxis Index units, its "Learning Index". Associative learning is dependent on the presence of both food and butanone during training. Pairing food and butanone for a single conditioning period ("massed training") produces short-term associative memory that lasts ~2 hours. Multiple conditioning periods with rest periods between ("spaced training") yields long-term associative memory (&lt;40 hours), and is dependent on the cAMP Response Element Binding protein (CREB),6 a transcription factor required for long-term memory across species.8
Our protocol also includes image analysis methods for quick and accurate determination of chemotaxis indices. High-contrast images of animals on chemotaxis assay plates are captured and analyzed by worm counting software in MatLab. The software corrects for uneven background using a morphological tophat transformation.9 Otsu's method is then used to determine a threshold to separate worms from the background.10 Very small particles are removed automatically and larger non-worm regions (plate edges or agar punches) are removed by manual selection. The software then estimates the size of single worm by ignoring regions that are above a specified maximum size and taking the median size of the remaining regions. The number of worms is then estimated by dividing the total area identified as occupied by worms by the estimated size of a single worm.
We have found that learning and short- and long-term memory can be distinguished, and that these processes share similar key molecules with higher organisms.6,8 Our assays can quickly test novel candidate genes or molecules that affect learning and short- or long-term memory in C. elegans that are relevant across species.

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

Here we describe methods to test C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. These population assays employ the worms abilities to chemotax toward volatile odorants, and form positive associations upon pairing food with the chemoattractant butanone. Increasing the number of conditioning periods induces long-term memory.

C. 엘레간스 긍정적인 Butanone 학습, 단기 및 장기 연관 메모리 Assays

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment ...

신경과학

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

Applying toxicity testing of chemicals in higher order organisms, such as mice or rats, is time-consuming and expensive, due to their long lifespan and maintenance issues. On the contrary, the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans) has advantages to make it an ideal choice for toxicity testing: a short lifespan, easy cultivation, and efficient reproduction. Here, we describe a protocol for the automatic phenotypic profiling of C. elegans in a 384-well plate. The nematode worms are cultured in a 384-well plate with liquid medium and chemical treatment, and videos are taken of each well to quantify the chemical influence on 33 worm features. Experimental results demonstrate that the quantified phenotype features can classify and predict the acute toxicity for different chemical compounds and establish a priority list for further traditional chemical toxicity assessment tests in a rodent model.

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

A quantitative method has been developed to identify and predict the acute toxicity of chemicals by automatically analyzing the phenotypic profiling of Caenorhabditis elegans. This protocol describes how to treat worms with chemicals in a 384-well plate, capture videos, and quantify toxicological related phenotypes.

꼬마 선 충 의 프로 파일링 Phenotypic 자동화 하 여 화학 독성의 예측에 대 한 높은 처리량 분석 결과

Applying toxicity testing of chemicals in higher order organisms, such as mice or rats, is time-consuming and expensive, due to their long lifespan and ...

<meta charset="utf8"></head><body>예쁜꼬마선충(C. elegans)의 휘발성 성 페로몬 반응의 추출 및 정량화

Volatile Sex Pheromone Extraction and Chemoattraction Assay in Caenorhabditis elegans

Chemical communication is vital in organismal health, reproduction, and overall well-being. Understanding the molecular pathways, neural processes, and computations governing these signals remains an active area of research. The nematode Caenorhabditis elegans provides a powerful model for studying these processes as it produces a volatile sex pheromone. This pheromone is synthesized by virgin females or sperm-depleted hermaphrodites and serves as an attractant for males.
This protocol describes a detailed method for isolating the volatile sex pheromone from several C. elegans strains (WT strain N2, daf-22, and fog-2) and C. remanei. We also provide a protocol for quantifying the male chemotaxis response to the volatile sex pheromone. Our analysis utilizes measurements such as chemotaxis index (C.I.), arrival time (A.T.), and a trajectory plot to compare male responses under various conditions accurately. This method allows for robust comparisons between males of different genetic backgrounds or developmental stages. Furthermore, the experimental setup outlined here is adaptable to investigating other chemoattraction chemicals.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: 수컷 예쁜꼬마선 충 행동에 대한 휘발성 성 페로몬 영향 조사

This protocol establishes methods for extracting and quantifying responses to the volatile sex pheromone in C. elegans, providing tools to study chemical communication and navigation trajectory.

Volatile Sex Pheromone Extraction and Chemoattraction Assay in Caenorhabditis elegans(예쁜꼬마선충의 휘발성 성 페로몬 추출 및 화학매력 분석)

Chemical communication is vital in organismal health, reproduction, and overall well-being. Understanding the molecular pathways, neural processes, and ...

A Caenorhabditis elegans Nutritional-status Based Copper Aversion Assay

To ensure survival, organisms must be capable of avoiding unfavorable habitats while ensuring a consistent food source. Caenorhabditis elegans alter their locomotory patterns upon detection of diverse environmental stimuli and can modulate their suite of behavioral responses in response to starvation conditions. Nematodes typically exhibit a decreased aversive response when removed from a food source for over 30 min. Observation of behavioral changes in response to a changing nutritional status can provide insight into the mechanisms that regulate the transition from a well-fed to starved state.
We have developed an assay that measures a nematode&#39;s ability to cross an aversive barrier (i.e. copper) then reach a food source over a prolonged period of time. This protocol builds upon previous work by integrating multiple variables in a manner that allows for continued data collection as the organisms shift towards an increasingly starved condition. Moreover, this assay permits an increased sample size so that larger populations of nematodes can be simultaneously evaluated.
Organisms defective for the ability to detect or respond to copper immediately cross the chemical barrier, while wild type nematodes are initially repelled. As wild type worms are increasingly starved, they begin to cross the barrier and reach the food source. We designed this assay to evaluate a mutant that is incapable of responding to diverse environmental cues, including food sensation or detection of aversive chemicals. When evaluated via this protocol, the defective organisms immediately crossed the barrier, but were also incapable of detecting a food source. Hence, these mutants repeatedly cross the chemical barrier despite temporarily reaching a food source. This assay can straightforwardly test populations of worms to evaluate potential pathway defects related to aversion and starvation.

A Caenorhabditis elegans Nutritional-status Based Copper Aversion Assay

Here, we present a Caenorhabditis elegans-specific assay designed to evaluate changes in copper aversion behavior and the ability to locate a common food source, as the organism progresses from a well-fed to starved nutritional state.

에이<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; 영양 상태 기반 구리 혐오 검정

To ensure survival, organisms must be capable of avoiding unfavorable habitats while ensuring a consistent food source. Caenorhabditis elegans alter their ...

C. elegans Chemotaxis Assay

Many organisms use chemotaxis to seek out food sources, avoid noxious substances, and find mates. Caenorhabditis elegans has impressive chemotaxis behavior.
 The premise behind testing the response of the worms to an odorant is to place them in an area and observe the movement evoked in response to an odorant. Even with the many available assays, optimizing worm starting location relative to both the control and test areas, while minimizing the interaction of worms with each other, while maintaining a significant sample size remains a work in progress 1-10. The method described here aims to address these issues by modifying the assay developed by Bargmann et al.1. A Petri dish is divided into four quadrants, two opposite quadrants marked "Test" and two are designated "Control". Anesthetic is placed in all test and control sites. The worms are placed in the center of the plate with a circle marked around the origin to ensure that non-motile worms will be ignored. Utilizing a four-quadrant system rather than one 2 or two 1 eliminates bias in the movement of the worms, as they are equidistant from test and control samples, regardless of which side of the origin they began. This circumvents the problem of worms being forced to travel through a cluster of other worms to respond to an odorant, which can delay worms or force them to take a more circuitous route, yielding an incorrect interpretation of their intended path. This method also shows practical advantages by having a larger sample size and allowing the researcher to run the assay unattended and score the worms once the allotted time has expired.

C. elegans Chemotaxis Assay

A method of quantitatively evaluating the chemotactic response of Caenorhabditis elegans is described. A chemotactic index (CI) was employed as a way to precisely evaluate the response of worms to certain targets, and serve as a platform of comparison between strains and compounds of interest.

C. elegans의 주 화성 분석

Many organisms use chemotaxis to seek out food sources, avoid noxious substances, and find mates.  Caenorhabditis elegans has impressive chemotaxis ...

생물학

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s disease (HD) is principally driven by a CAG nucleotide repeat that encodes an expanded glutamine tract in huntingtin protein. Thus, the inhibition of polyglutamine (polyQ) aggregation and, in particular, aggregation-associated neurotoxicity is a useful strategy for the prevention of HD and other polyQ-associated conditions. This paper introduces generalized experimental protocols to assess the neuroprotective capacity of test compounds against HD using established polyQ transgenic Caenorhabditis elegans models. The AM141 strain is chosen for the polyQ aggregation assay as an age-associated phenotype of discrete fluorescent aggregates can be easily observed in its body wall at the adult stage due to muscle-specific expression of polyQ::YFP fusion proteins. In contrast, the HA759 model with strong expression of polyQ-expanded tracts in ASH neurons is used to examine neuronal death and chemoavoidance behavior. To comprehensively evaluate the neuroprotective capacity of target compounds, the above test results are ultimately presented as a radar chart with profiling of multiple phenotypes in a manner of direct comparison and direct viewing.

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Here, we present a protocol to assess the neuroprotective activities of test compounds in Caenorhabditis elegans, including polyglutamine aggregation, neuronal death, and chemoavoidance behavior, as well as an exemplary integration of multiple phenotypes.

Caenorhabditis elegans는 Polyglutamine-mediated Neurotoxicity에 대한 생리 활성 화합물을 발견하기위한 모델 시스템으로서의

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s ...

선충 집단에 기반한 화학 감응도 선호 분석의 자동화 된 분석

요약

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지방 성향 : 먹는 행동의 소설 모델 쥐에

에서 약탈 먹이 행동을 분석

C. 엘레간스 긍정적인 Butanone 학습, 단기 및 장기 연관 메모리 Assays

꼬마 선 충 의 프로 파일링 Phenotypic 자동화 하 여 화학 독성의 예측에 대 한 높은 처리량 분석 결과

Volatile Sex Pheromone Extraction and Chemoattraction Assay in Caenorhabditis elegans(예쁜꼬마선충의 휘발성 성 페로몬 추출 및 화학매력 분석)

Volatile Sex Pheromone Extraction and Chemoattraction Assay in Caenorhabditis elegans(예쁜꼬마선충의 휘발성 성 페로몬 추출 및 화학매력 분석)

Volatile Sex Pheromone Extraction and Chemoattraction Assay in Caenorhabditis elegans(예쁜꼬마선충의 휘발성 성 페로몬 추출 및 화학매력 분석)

에이

C. elegans의 주 화성 분석

Caenorhabditis elegans는 Polyglutamine-mediated Neurotoxicity에 대한 생리 활성 화합물을 발견하기위한 모델 시스템으로서의