C. elegans Çim Önleme Testi için Akıllı Telefon Tabanlı Bir Görüntüleme Yöntemi

Özet

Bu makalede, Caenorhabditis elegans'ın çimden kaçınma davranışını, akıllı telefon ve ışık yayan diyot (LED) ışık kutusu gibi hazır bulunan öğeleri kullanarak kaydetmenin basit, düşük maliyetli bir yöntemi açıklanmaktadır. Ayrıca, video dosyasını saymaya daha uygun bir formatta işlemek için bir Python betiği de sağlıyoruz.

Özet

Toksik veya patojenik bakterilere maruz kaldığında, nematod Caenorhabditis elegans , solucanların yavaş yavaş besin kaynaklarını terk ettiği ve bakteriyel çimlerin dışında kalmayı tercih ettiği öğrenilmiş bir çimden kaçınma davranışı sergiler. Tahlil, solucanların zararlı koşullara uygun şekilde yanıt vermek için dış veya iç ipuçlarını algılama yeteneğini test etmenin kolay bir yoludur. Basit bir tahlil olmasına rağmen, özellikle birden fazla numunede sayma zaman alıcıdır ve bir gecede yayılan tahlil süreleri araştırmacılar için elverişsizdir. Uzun bir süre boyunca birçok plakayı görüntüleyebilen bir görüntüleme sistemi kullanışlıdır ancak maliyetlidir. Burada, C. elegans'ta çimlerden kaçınmayı kaydetmek için akıllı telefon tabanlı bir görüntüleme yöntemini açıklıyoruz. Yöntem, iletilen bir ışık kaynağı olarak hizmet etmek için yalnızca bir akıllı telefon ve ışık yayan diyot (LED) ışık kutusu gerektirir. Boş hızlandırılmış kamera uygulamalarını kullanarak, her telefon çim dışındaki solucanları manuel olarak saymak için yeterli keskinlik ve kontrastla altı plakaya kadar görüntü görüntüleyebilir. Elde edilen filmler, her saatlik zaman noktası için 10 s sesli video ara bırakma (AVI) dosyalarına işlenir, daha sonra saymaya daha uygun hale getirmek için her bir plakayı göstermek üzere kırpılır. Bu yöntem, kaçınma kusurlarını incelemek isteyenler için uygun maliyetli bir yoldur ve potansiyel olarak diğer C. elegans tahlillerine genişletilebilir.

Giriş

C. elegans'ı incelemenin birçok avantajı arasında, basit sinir sistemi, genetik ve hücresel düzeydeki değişikliklerin ağ fonksiyonunu ve davranışsal çıktıyı nasıl etkilediğini inceleme fırsatı sunar. Sınırlı sayıda nörona sahip olmasına rağmen, C. elegans çok çeşitli karmaşık davranışlar sergiler. Bunlardan biri, bakterivor nematodun bakteriyel çimleri terk ederek zararlı bir besin kaynağına tepki verdiği çimlerden kaçınmadır. C. elegans, patojenik bakteri ^1,2,3 çimlerinden, toksin üreten veya^toksinlerle çivilenmiş^{bakteri çimlerinden 1,4}

Protokol

1. Görüntüleme cihazının kurulması (Şekil 1A-E)

1. Aşağıdaki minimum gereksinimlere sahip bir akıllı telefon kamerasının mevcut olduğundan emin olun:
   12 megapiksel (MP) kamera
   1080p çözünürlüklü video
   5 GB depolama alanı (20 dakikalık video, 3-4 Gb'dir)
   Uygulama mağazasından hızlandırılmış video uygulaması (ücretsiz uygulamalar mevcuttur)
2. LED ışık kutusunu, tahlilin yapılacağı 25 ° C inkübatörün alt rafına yerleştirin.
3. LED ışık yüzeyindeki noktalı deseni gizlemek için, LED kutusunun tüm yüzeyini kaplayacak şekilde iki doku tabakası yayın.
4. Numune için yüksel....

Tartışmalar

Doğrudan gözleme dayanmak yerine hayvan davranışlarını görüntülemek, sadece uygun değil, aynı zamanda görsel dokümantasyon bırakma avantajına da sahiptir. Bu, objektif bir üçüncü kişi tarafından kör analize izin verir veya görüntü tanıma tekniklerini kullanarak otomatik analiz için bile kullanılabilir. Avantajlara rağmen, genellikle sunulan standart ekipmanın maliyeti yüksektir, bu nedenle satın alındıktan sonra kuruluma bağlı kalınır.

Basit C. elegans.......

Malzemeler

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