Name: dissection, microct scanning and morphometric analyses of the baculum
Uploaded: 2017-03-19T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dissection, MicroCT Scanning and Morphometric Analyses of the Baculum at JoVE.com

טים דיילי ואנדרו סמית נתן הרבה דיונים חישובית שימושי במהלך הימים הראשונים; טים דיילי כתב התוכנית rotate_translate_cylindrical הכרחי פרוטוקול 5. משאבים חישובית נמסרו על ידי אשכול מחשוב עתיר ביצועים באוניברסיטת דרום קליפורניה. עבודה זו נתמכה על ידי GM098536 # מענק NIH (MDD).

כל הנהלים ואנשי אושרו על ידי אוניברסיטת מכון דרום קליפורניה טיפול בבעלי חיים ועדת שימוש (IACUC), פרוטוקול # 11,394. 1. Baculum Dissection והכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים עכבר זכר בוגר מינית באמצעות פחמן דו חמצני חשי...

<ol>
	<li>Slice, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometrics+morphometrics.">Geometrics morphometrics.</a> Annu. Rev. Anthropol. 36, 261-281 (2007).</li><li>Slice, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Modern morphometrics in physical anthropology. 6, (2005).</li><li>Zelditch, M. L., Swiderski, D. L., Sheets, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Geometric morphometrics for biologists: a primer. , (2012).</li><li>Bookstein, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Morphometric tools for landmark data: geometry and biology. , (1991).</li><li>Rohlf, F. J., Marcus, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Revolution+in+Morphometrics.">A Revolution in Morphometrics.</a> Trends. Ecol. Evol. 8 (4), 129-132 (1993).</li><li>Zelditch, M. L., Swiderski, D. L., Sheets, H. D., Fink, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Geometric morphometrics for biologists: a primer. , (2004).</li><li>Rohlf, F. J., Slice, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extensions+of+the+Procrustes+method+for+the+optimal+superimposition+of+landmarks.">Extensions of the Procrustes method for the optimal superimposition of landmarks.</a> Syst. Zool. 39 (1), 40-59 (1990).</li><li>Gunz, P., Mitteroecker, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semilandmarks:+a+method+for+quantifying+curves+and+surfaces.">Semilandmarks: a method for quantifying curves and surfaces.</a> Hystrix. 24 (1), 103-109 (2013).</li><li>Gunz, P., Ramsier, M., Kuhrig, M., Hublin, J. J., Spoor, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mammalian+bony+labyrinth+reconsidered,+introducing+a+comprehensive+geometric+morphometric+approach.">The mammalian bony labyrinth reconsidered, introducing a comprehensive geometric morphometric approach.</a> J. Anat. 220 (6), 529-543 (2012).</li><li>Mitteroecker, P., Gunz, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+geometric+morphometrics.">Advances in geometric morphometrics.</a> Evol. Biol. 36 (2), 235-247 (2009).</li><li>Bookstein, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Landmark+methods+for+forms+without+landmarks:+morphometrics+of+group+differences+in+outline+shape.">Landmark methods for forms without landmarks: morphometrics of group differences in outline shape.</a> Med. Im. Anal. 1 (3), 225-243 (1997).</li><li>Gunz, P., Mitteroecker, P., Bookstein, F., Slice, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Modern morphometrics in physical anthropology. , 73-98 (2005).</li><li>Oxnard, C., O'Higgins, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biology+Clearly+Needs+Morphometrics.+Does+Morphometrics+Need+Biology?.">Biology Clearly Needs Morphometrics. Does Morphometrics Need Biology?.</a> Biological Theory. 4 (1), 84-97 (2009).</li><li>Schultz, N. 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=The+genetic+basis+of+baculum+size+and+shape+variation+in+mice.">The genetic basis of baculum size and shape variation in mice.</a> G3. 6 (5), 1141-1151 (2016).</li><li>Schultz, N. G., Lough-Stevens, M., Abreu, E., Orr, T. J., Dean, M. 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+baculum+was+gained+and+lost+multiple+times+during+mammalian+evolution.">The baculum was gained and lost multiple times during mammalian evolution.</a> Integr Comp Biol. 56 (4), 644-656 (2016).</li><li>Dines, J. P., 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=Sexual+selection+targets+cetacean+pelvic+bones.">Sexual selection targets cetacean pelvic bones.</a> Evolution. 68 (11), 3296-3306 (2014).</li><li>Adams, D. C., Ot&#225;rola-Castillo, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=geomorph:+an+R+package+for+the+collection+and+analysis+of+geometric+morphometric+shape+data.">geomorph: an R package for the collection and analysis of geometric morphometric shape data.</a> Methods Ecol. Evol. 4 (4), 393-399 (2013).</li></ol>

השלבים הקריטיים בפרוטוקול לעיל הם 1) לנתח את bacula, 2) איסוף תמונות microCT, 3) המרת פלט microCT לקובץ שטוח של XYZ קואורדינטות, 4) פילוח מתוך כל ענן הנקודה של דגימה, 5) הפיכה כל דגימה סטנדרטי מערכת קואורדינטות, ו -6) הגדרה-ציוני למחצה. כל הצעדים הללו היא לשנות בקלות כדי להתאים חפצים שוני...

תחום morphometrics כולל מגוון של שיטות לכמת את הגודל והצורה של הטופס ביולוגי, צעד מהותי בחקירה מדעית 1, 2, 3, 4, 5, 6. באופן מסורתי, הניתוח הסטטיסטי של גודל וצורה מתחיל על ידי זיהוי נקודות ציון על מבנה ביולוגי, ולאחר מכן מדידת מרחקים ליניארי, זוויות יחסיות, אשר יכול להיות מנותחת מסגרת רבה-משתנית. לנדמרק המבוסס הגיאומטרית Morphometrics הוא גישה אשר שומרת את המיקום המרחבי של ציוני דרך, שימור מידע גיאומטרי של איסוף נתונים באמצעות ניתוח להדמיה 5. ניתוח סדום כללי (GPA) יכול להיות מיושם כדי להסיר וריאצית מיקום, סולם, וסיבוב של ציונים דרך לייצר יישור בין דגימות מinimizes ההבדלים בריבוע שלהם - מה שנותר הוא שוני בצורה 7. מושג חשוב של כל ניתוח morphometric הוא הומולוגיה, או את הרעיון כי אחד מהימן יכול לזהות את האתרים המייצגים תכונות משמעות ביולוגית ודיסקרטיות המתאימים בין דגימות או מבנים. לדוגמא, יש גולגלות אדם תהליכים הומולוגיים, foramina, תפרים, ותעלות שיכולים לאפשר morphometric מנתח. למרבה הצער, את זיהוי של ציוני דרך מקבילים קשה על פני רבי מבנים ביולוגיים, במיוחד אלה עם משטחים חלקים או עקומות 8, 9, 10. אנחנו מתקרבים בעיה זו מתחת שימוש בגיאומטריה חישובית. זרימת העבודה הכללית היא ליצור סריקה תלת ממדים של האובייקט שניתן לייצג כענן של נקודות, ולאחר מכן לסובב ולהפוך כי ענן נקודה כך שכל זהpecimens מכוון על מערכת קואורדינטות משותפת. אז אנחנו מתמטיים להגדיר-ציונים חצי מאזורים ספציפיים של האובייקט. חצי ציוני דרך דיסקרטית דגש על אזורים כאלה הן ביולוגיים שרירותיות 11. ניצוח GPA ניתוחים סטטיסטיים רצף יכול לייצר חפצים לא רצויים 8, 12 משום ציונים דרך להציב באופן שרירותי לא יכול להיות ביולוגי הומולוגי. לכן, אנו נאפשר-ציונים חצי אלה מתמטיים &quot;להחליק&quot;. הליך זה מצמצם את הפרש הפוטנציאלים בין מבנים. כפי שטען במקום אחר האלגוריתם זז משמש כאן ראוי לכמת אזורי אנטומיים דומים חסרי זיהה בקלות מקבילה ציוני דרך 3, 6, 8, 10, 11, 12. שיטות אלה יש li שלהםmitations 13, אבל צריך להיות בעל יכולת הסתגלות לאובייקטים של גודל וצורה שונים. כאן, אנו מדגימים כיצד שיטה זו יושמה במחקר שנערך לאחרונה של baculum העכבר 14, עצם הפין כי כבר צבר ואבד מספר פעמים עצמאיות במהלך האבולוציה של יונקי 15. אנחנו דנים לנתיחה והכנת עצם ספציפי, baculum (פרוטוקול 1), הדור של תמונות microCT (פרוטוקול 2), ואת המרה של תמונות אלה לתבנית המאפשרת לכל בגיאומטריה חישובית במורד הזרם (פרוטוקולים 3 ו -4). אחרי השלבים הבאים, כל דגימה מיוצגת על ידי ~ 100K XYZ קואורדינטות. לאחר מכן, אנו עוברים דרך סדרה של טרנספורמציות כי ביעילות ליישר את כל הדגימות לתוך אורינטציה משותפת (הפרוטוקול 5), ואז להגדיר-ציוני חצי דגימות מיושרות (פרוטוקול 6). פרוטוקולים 1-4 צריכים להיות דומים ללא קשר של האובייקט להיות מנותח. 5 פרוטוקול ופרוטוקול 6 הם SPEcifically מיועד baculum, אך תקוותנו היא כי באמצעות פירוט הפעולות הבאים, חוקרים יכולים לדמיין שינויים זה יהיה רלוונטי עבור מושא העניין שלהם. לדוגמה, שינויים בשיטות אלה יושמו ללמוד עצמות לווייתנים האגן ועצמות הצלע 16.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="743">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:211px;">Dissecting scissors</td>
			<td style="width:287px;">VWR</td>
			<td style="width:79px;">470106-338</td>
			<td style="width:167px;">Most sizes should work</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:211px;">Dissecting Forceps, Fine Tip, Curved</td>
			<td style="width:287px;">VWR</td>
			<td style="width:79px;">82027-406</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:211px;">1.7 mL microcentrifuge tube</td>
			<td style="width:287px;">VWR</td>
			<td style="width:79px;">87003-294</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:211px;">Absolute Ethanol</td>
			<td style="width:287px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:79px;">CAS 64-17-5</td>
			<td>To be diluted to 70% for dissections</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:211px;">Floral Foam</td>
			<td style="width:287px;">Wholesale Floral</td>
			<td style="width:79px;">6002-48-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">uCT50 scanner&#160;</td>
			<td colspan="2">Scanco Medical AG, Bruttisellen, Switzerland</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dissection, microct scanning and morphometric analyses of the baculum

morphometrics המודרנית מספקת שיטות רבות עצמה כדי לכמת וריאצית גודל וצורה. דרישה בסיסית רשימת קואורדינטות מגדירות ציוניות; אולם קואורדינטות כזה חייב לייצג מבנים הומולוגיים פני דגימות. בעוד אובייקטים ביולוגיים רבים מורכבים של ציוני דרך זיהו בקלות כדי לספק את ההנחה של הומולוגיה, רבים חסרים מבנים כאלה. פתרון אפשרי אחד הוא מתמטי-ציונים חצי מקום על אובייקט המייצג באותו האזור מורפולוגיים ברחבי דגימות. כאן, אנו ממחישים צינור שפותח לאחרונה להגדיר למחצה ציוני דרך מתמטית מן baculum העכבר (עצם הפין). השיטות שלנו צריכות לחול על מגוון רחב של חפצים.

קואורדינטות xyz של האתרים ההסטוריים חצי יוצר הפרוטוקול 6 ניתן לייבא ישירות לתוך כל ניתוח morphometrics הגיאומטרי מבוסס ציון 17. הצינור חישובית מעל יושם ללמוד עכבר bacula 14, כמו גם אגן לווייתן עצמות צלעות 16. פרטים נוספים על ...

Watch this Scientific Journal Video about Dissection, MicroCT Scanning and Morphometric Analyses of the Baculum at JoVE.com

Dissection, MicroCT Scanning and Morphometric Analyses of the Baculum

מבנים ביולוגיים רבים חסרים ציוני דרך להגדרה בקלות, מה שהופך אותו קשה ליישם שיטות morphometric המודרנית. כאן אנו מדגימים שיטות ללמוד את baculum העכבר (עצם הפין), כולל לנתיחה וסריקת microCT, ואחריו שיטות חישוביות להגדיר-ציוני למחצה המשמשים לכמת גודל וצורת וריאציה.

ניתוח Dissection, סריקה microCT ו morphometric של Baculum

Modern morphometrics provides powerful methods to quantify size and shape variation. A basic requirement is a list of coordinates that define landmarks; ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Specimen Preparation, Imaging, and Analysis Protocols for Knife-edge Scanning Microscopy

הכנת הדגימה, הדמיה, ניתוח הפרוטוקולים מיקרוסקופית סכין קצה סריקה

Major advances in high-throughput, high-resolution, 3D microscopy techniques have enabled the acquisition of large volumes of neuroanatomical data at ...

Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

וידאו קצב סריקה מיקרוסקופית Confocal ו Microendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and ...

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

אקליפסיה (1991) הכנת גנגליה לניתוחים אלקטרופיזיולוגיים ומולקולריים של נוירונים בודדים

A major challenge in neurobiology is to understand the molecular underpinnings of neural circuitry that govern a specific behavior. Once the specific ...

Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies

ננוליתוגרפיה בדיקה סריקת שטח גדול בהנחייתם של יישור אוטומטי ויישומו המצע פבריקציה נוספת ללימודי תרבות תא

Scanning probe microscopy has enabled the creation of a variety of methods for the constructive (&#39;additive&#39;) top-down fabrication of ...

Automated Slide Scanning and Segmentation in Fluorescently-labeled Tissues Using a Widefield High-content Analysis System

סריקת שקופיות אוטומטיים, פילוח ברקמות שכותרתו Fluorescently באמצעות מערכת ניתוח Widefield גבוהה-תוכן

Automated slide scanning and segmentation of fluorescently-labeled tissues is the most efficient way to analyze whole slides or large tissue sections. ...

Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy (oSLO) and Optical Coherence Tomography (OCT)

Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy oSLO and Optical Coherence Tomography OCT

עם מודאלים מרובים נפח הרשתית הדמיה על ידי עקיפה סריקת לייזר Ophthalmoscopy (אוסלו) ו טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר)

While fluorescence imaging is widely used in ophthalmology, a large field of view (FOV) three-dimensional (3D) fluorescence retinal image is still a big ...

Morphometric Protocol for the Objective Assessment of Blastocyst Behavior During Vitrification and Warming Steps

פרוטוקול Morphometric להערכה אובייקטיבית של הבלסטוציסט התנהגות במהלך ויטריפיקציה והשלבים התחממות כדור הארץ

This article describes the noninvasive method of blastocyst morphometry based on time-lapse microphotography for the accurate monitoring of a ...

Evaluation of Photosynthetic Behaviors by Simultaneous Measurements of Leaf Reflectance and Chlorophyll Fluorescence Analyses

הערכה של התנהגויות פוטוסינטתיים על ידי מדידות סימולטני של השתקפות עלה וניתוחים כלורופיל פלואורסצנטית

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many ...

Near Simultaneous Laser Scanning Confocal and Atomic Force Microscopy (Conpokal) on Live Cells

Near Simultaneous Laser Scanning Confocal and Atomic Force Microscopy Conpokal on Live Cells

ליד סריקת לייזר בו זמנית מיקרוסקופיה קונפוקל וכוח אטומי (Conpokal) על תאים חיים

Techniques available for micro- and nano-scale mechanical characterization have exploded in the last few decades. From further development of the scanning ...