Um método de imagem baseado em smartphone para C. elegans Lawn Avoidance Assay

Summary

Este artigo descreve um método simples e de baixo custo para registrar o comportamento de evitar gramado de Caenorhabditis elegans, usando itens prontamente disponíveis, como um smartphone e uma caixa de luz de diodo emissor de luz (LED). Também fornecemos um script Python para processar o arquivo de vídeo em um formato mais propício para contagem.

Abstract

Quando exposto a bactérias tóxicas ou patogênicas, o nematódeo Caenorhabditis elegans exibe um comportamento aprendido de evitar o gramado, no qual os vermes gradualmente deixam sua fonte de alimento e preferem permanecer fora do gramado bacteriano. O ensaio é uma maneira fácil de testar a capacidade dos vermes de detectar pistas externas ou internas para responder adequadamente a condições prejudiciais. Embora seja um ensaio simples, a contagem é demorada, particularmente com várias amostras, e durações de ensaio que se estendem durante a noite são inconvenientes para os pesquisadores. Um sistema de imagem que pode obter imagens de muitas placas durante um longo período é útil, mas caro. Aqui, descrevemos um método de imagem baseado em smartphone para registrar a evitação de gramado em C. elegans. O método requer apenas um smartphone e uma caixa de luz de diodo emissor de luz (LED), para servir como fonte de luz transmitida. Usando aplicativos de câmera de lapso de tempo gratuitos, cada telefone pode obter imagens de até seis placas, com nitidez e contraste suficientes para contar manualmente vermes fora do gramado. Os filmes resultantes são processados em arquivos AVI (audio video interleave) de 10 s para cada ponto de tempo de hora em hora, depois cortados para mostrar cada placa única para torná-los mais passíveis de contagem. Este método é uma maneira custo-efetiva para aqueles que procuram examinar defeitos de evitação e pode ser potencialmente estendido a outros ensaios de C. elegans.

Introduction

Entre as muitas vantagens de estudar C. elegans, seu sistema nervoso simples oferece a oportunidade de estudar como as mudanças em nível genético e celular afetam a função da rede e a produção comportamental. Apesar de ter um número limitado de neurônios, C. elegans exibe uma ampla gama de comportamentos complexos. Um deles é evitar gramado, em que o nematódeo bacterívoro responde a uma fonte de alimento prejudicial deixando o gramado bacteriano. C. elegans evita gramados de bactérias patogênicas ^1,2,3, gramados de bactérias produtoras de toxinas ou que são fortificadas com toxinas

Protocol

1. Montagem do aparelho de imagem (Figura 1A-E)

1. Certifique-se de que uma câmara de smartphone com os seguintes requisitos mínimos está disponível:
   Câmera de 12 megapixels (MP)
   Vídeo com resolução de 1080p
   5 GB de espaço de armazenamento (20 min de vídeo é de 3-4 Gb)
   Aplicativo de vídeo Time-lapse da loja de aplicativos (aplicativos gratuitos disponíveis)
2. Coloque a caixa de luz LED no rack inferior da incubadora de.......

Discussion

Imaginar o comportamento dos animais, em vez de depender da observação direta, não é apenas conveniente, mas também tem a vantagem de deixar documentação visual. Isso permite a análise cega por uma terceira pessoa objetiva, ou pode até mesmo ser usado para análise automatizada usando técnicas de reconhecimento de imagem. Apesar das vantagens, o equipamento padrão geralmente oferecido é de alto custo, por isso se compromete com a configuração uma vez comprado.

Usar smartphones pa.......

Materials

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