Lifespan Machine'i kullanarak yüksek verimli davranışsal yaşlanma ve ömür testleri

Özet

Görüntüleme platformu "The Lifespan Machine", büyük popülasyonların yaşam boyu gözlemini otomatikleştirir. Yaşam süresi, stres direnci, patogenez ve davranışsal yaşlanma testlerini gerçekleştirmek için gereken adımları gösteriyoruz. Verilerin kalitesi ve kapsamı, araştırmacıların biyolojik ve çevresel varyasyonların varlığına rağmen yaşlanmaya yönelik müdahaleleri incelemelerine olanak tanır.

Özet

Sabit bir ortamda tutulan genetik olarak özdeş hayvanlar, incelenen tüm organizmalarda korunan yaşlanmanın genetik olmayan, stokastik büyük bir yönünü yansıtan geniş bir yaşam dağılımı sergiler. Bu stokastik bileşen, yaşlanmayı anlamak ve yaşam süresini uzatan veya sağlığı iyileştiren başarılı müdahaleleri belirlemek için araştırmacıların aynı anda büyük deney hayvanı popülasyonlarını izlemesi gerektiği anlamına gelir. Geleneksel manuel ölüm puanlaması, büyük ölçekli hipotez testi için gereken verimi ve ölçeği sınırlayarak, yüksek verimli yaşam süresi tahlilleri için otomatik yöntemlerin geliştirilmesine yol açar. Lifespan Machine (LSM), nematodların ömür boyu izlenmesi için modifiye edilmiş düz yataklı tarayıcıları özel görüntü işleme ve veri doğrulama yazılımıyla birleştiren yüksek verimli bir görüntüleme platformudur. Platform, büyük hayvan popülasyonlarından daha önce görülmemiş bir ölçekte ve deneyimli araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen manuel tahlillere eşit istatistiksel bir hassasiyet ve doğrulukta yüksek oranda zamansal olarak çözülmüş yaşam süresi verileri üreterek büyük bir teknik ilerleme teşkil ediyor. Son zamanlarda, LSM, yaşlanma sırasında gözlenen davranışsal ve morfolojik değişiklikleri ölçmek ve bunları yaşam süresiyle ilişkilendirmek için daha da geliştirilmiştir. Burada, LSM kullanarak otomatik bir yaşam süresi denemesinin nasıl planlanacağını, çalıştırılacağını ve analiz edileceğini açıklıyoruz. Davranışsal verilerin ve yüksek kaliteli hayatta kalma eğrilerinin başarılı bir şekilde toplanması için gereken kritik adımları daha da vurguluyoruz.

Giriş

Yaşlanma, bir organizmanın fizyolojik işlevinde bir azalma ile karakterize edilen karmaşık, çok yönlü bir süreçtir ve bu da zamanla hastalık ve ölüm riskinde bir artışa yol açar¹. Doğumdan veya yetişkinliğin başlangıcından ölüme kadar geçen süre olarak ölçülen yaşam süresi, yaşlanmanın kesin bir sonucunu² ve popülasyonlar arasındaki nispi yaşlanma oranını ölçmek için dolaylı ancak titiz bir şekilde nicel bir vekil^{sağlar 3}. Yaşlanma çalışmaları, bir müdahaleye maruz kalan bir popülasyon ile maruz kalmayan bir kontrol grubu arasındaki sonuçları karşılaştırmak için klinik çalışmalara benzer şekilde g....

Protokol

1. Yazılım ve donanım gereksinimleri

1. Düz yataklı tarayıcılar: Prensip olarak, LSM çeşitli görüntüleme cihazları kullanılarak uygulanabilir. Tarayıcı değişiklikleri ve odaklama için ayrıntılı talimatlar başka bir yerde mevcuttur¹³. LSM donanımı Ek Şekil 1'de gösterilmiştir.
2. Veri analizi araçları: LSM yazılımının birbiriyle etkileşim halinde olan üç bileşeni vardır: Linux tabanlı bir tarayıcı kontrol yazılım paketi, web tarayıcısı tabanlı bir meta veri yönetim paketi ve bir Windows ve Linux istemci görüntü analizi yazılım paketi. GitHub deposunda (https://github.com/nstroustrup/lifespan) yayım....

Tartışmalar

Burada, Lifespan Machine'in en son sürümünü kullanarak bir deney yapmak için ayrıntılı, erişilebilir bir protokol sunuyoruz. İyi çözülmüş hayatta kalma eğrileri elde etmek için kritik adımın, görüntü sonrası elde etme sırasında solucan olmayan nesnelerin manuel olarak dışlanması olduğunu gösterdik. Manuel ölüm zamanı açıklaması, hayatta kalma eğrilerinin genel şekli üzerinde küçük bir etkiye sahiptir ve tam otomatik ölüm zamanı tahmininin manuel açıklama olmadan bile verimli.......

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
1-Naphtaleneacetic  acid (Auxin)	Sigma	N0640	Solubilize Auxin in 1M potassium hydroxide and add into molten agar
5-fluoro-2-deoxyuridine (FUDR)	Sigma	F0503	27.5 μg/mL of FUDR was used to eliminate progeny from populations on UV-inactivated bacteria
Glass cleaner	Kristal-M	QB-KRISTAL-M125ml
Hydrophobic anti-fog glass treatment	Rain-X Scheibenreiniger	C. 059140
Rubber matt	Local crafstman		Cut on a high-strength EPDM rubber sheet stock
Scanner glass	Local hardware supplier		9" x 11.5" inch glass sheet
Scanner plates	Life Sciences	351006	50 mm x 9 mm, polystyrene petri dish
USB Reference Thermometer	USB Brando	ULIFE055500	For calibrating temperature of scanners