Name: automated analysis of a nematode population-based chemosensory preference assay
Uploaded: 2017-07-13T14:00:00
Duration: 9 min 44 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay at JoVE.com

כמה זנים סופקו על ידי המרכז הגנטיקה Caenorhabditis (CGC), אשר ממומן על ידי NIH משרד תוכניות מחקר מחקר (P40 OD010440). עבודה זו נתמכת על ידי הווארד יוז רפואי המכון, שבו PWS הוא חוקר.

<ol>
	<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. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odorant-selective+genes+and+neurons+mediate+olfaction+in+C.+elegans.">Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans.</a> Cell. 74 (3), 515-527 (1993).</li><li>Hilliard, M. A., Bargmann, C. I., 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=C.+elegans+responds+to+chemical+repellents+by+integrating+sensory+inputs+from+the+head+and+the+tail.">C. elegans responds to chemical repellents by integrating sensory inputs from the head and the tail.</a> Curr Biol. 12 (9), 730-734 (2002).</li><li>Hilliard, M. A., Bergamasco, C., Arbucci, S., Plasterk, R. 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. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+G-protein+subunit+gpc-1+of+the+nematode+C.+elegans+is+involved+in+taste+adaptation.">The G-protein subunit gpc-1 of the nematode C. elegans is involved in taste adaptation.</a> EMBO J. 21 (5), 986-994 (2002).</li><li>Srinivasan, J., 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=A+blend+of+small+molecules+regulates+both+mating+and+development+in+Caenorhabditis+elegans.">A blend of small molecules regulates both mating and development in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 454 (7208), 1115-1118 (2008).</li><li>Choe, A., 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=Ascaroside+signaling+is+widely+conserved+among+nematodes.">Ascaroside signaling is widely conserved among nematodes.</a> Curr Biol. 22 (9), 772-780 (2012).</li><li>Ezcurra, M., Tanizawa, Y., Swoboda, P., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+sensitizes+C.+elegans+avoidance+behaviours+through+acute+dopamine+signalling.">Food sensitizes C. elegans avoidance behaviours through acute dopamine signalling.</a> EMBO J. 30 (6), 1110-1122 (2011).</li><li>Ward, A., Liu, J., Feng, Z., Xu, X. Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-sensitive+neurons+and+channels+mediate+phototaxis+in+C.+elegans.">Light-sensitive neurons and channels mediate phototaxis in C. elegans.</a> Nat Neurosci. 11 (8), 916-922 (2008).</li><li>Kunitomo, H., 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=Concentration+memory-dependent+synaptic+plasticity+of+a+taste+circuit+regulates+salt+concentration+chemotaxis+in+Caenorhabditis+elegans.">Concentration memory-dependent synaptic plasticity of a taste circuit regulates salt concentration chemotaxis in Caenorhabditis elegans.</a> Nat Commun. 4, 2210 (2013).</li><li>Snow, J. J., 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=Two+anterograde+intraflagellar+transport+motors+cooperate+to+build+sensory+cilia+on+C.+elegans+neurons.">Two anterograde intraflagellar transport motors cooperate to build sensory cilia on C. elegans neurons.</a> Nat Cell Biol. 6 (11), 1109-1113 (2004).</li><li>Tobin, D. M., 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=Combinatorial+expression+of+TRPV+channel+proteins+defines+their+sensory+functions+and+subcellular+localization+in+C.+elegans+neurons.">Combinatorial expression of TRPV channel proteins defines their sensory functions and subcellular localization in C. elegans neurons.</a> Neuron. 35 (2), 307-318 (2002).</li><li>Waggoner, L. E., Zhou, G. T., Schafer, R. W., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+alternative+behavioral+states+by+serotonin+in+Caenorhabditis+elegans.">Control of alternative behavioral states by serotonin in Caenorhabditis elegans.</a> Neuron. 21 (1), 203-214 (1998).</li><li>Sawin, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Genetic and cellular analysis of modulated behaviors in Caenorhabditis elegans. , (1996).</li><li>Ramot, D., Johnson, B. E., Berry, T. L., Carnell, L., Goodman, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+parallel+worm+tracker:+A+platform+for+measuring+average+speed+and+drug-induced+paralysis+in+nematodes.">The parallel worm tracker: A platform for measuring average speed and drug-induced paralysis in nematodes.</a> PLoS One. 3 (5), e2208 (2008).</li><li>Swierczek, N. A., Giles, A. C., Rankin, C. H., Kerr, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+behavioral+analysis+in+C.+elegans.">High-throughput behavioral analysis in C. elegans.</a> Nat Methods. 8 (7), 592-598 (2011).</li></ol>

למחברים אין מה לגלות.

צעד קריטי בפרוטוקול הוא להבטיח כי צלחות assay יש רמה עקבית של יובש על פני ימים ניסיוניים שונים. רמות יובש שונות יגרמו לשיעורי דיפוזיה שונים של הפתרון לתוך אגר וכתוצאה מכך, שינויים בתוצאות ההתנהגותיות. לפיכך, צלחות assay תמיד צריך להיות טרי על אחר הצהריים לפני ניסויים. מספר תולעים נבדק לכל assay צריך גם להיות מוסדר עבור הקלות השוואה בין טיפולים. עבור התייחסות, תולעת wild-type מטילה 4-10 ביצים / h על התשואה הממוצע&gt; 360 תולעים לכל assay אם פרוטוקול סינכרון תולעת לעיל הוא אחריו 17 . אם זנים מסוימים מוטציה הם ביצים הנחת פגום, לבחור יותר תולעים מבוגר גרב לביצה להטיל להגיע למספר היעד של הצאצאים. צעד חשוב נוסף בפרוטוקול הוא לטפל בתולעים בעדינות במהלך תהליך הכביסה ותולעת. תולעים רגישות לגירויים מכניים, אשר מעוררים תגובות מתח כגון<html> היפוך מעכבי ביצים 18 . יתר על כן, יש להקפיד להגדיר את ההחזר על ההשקעה במדויק ולקבוע את הערך האופטימלי סף קבוע עבור תנאי תאורה ספציפיים לפני שתמשיך עם ניתוח וידאו. כמו כן, מומלץ לחזור על תהליך הכיול ותהליך הסף אם חלף פרק זמן ממושך מאז הפעלת הניסוי האחרון. מגבלה של שיטה זו היא כי היא אינה מתאימה assaying תולעים קטנות אוכלוסיות. עם זאת, אם הבקרות המתאימות כדי לקבוע את ההשפעה של נוכחות של מזון על התנהגות חושית מבוצעות, ולאחר מכן ניצול מזון כדי להגביל את המיקום הגלישה מרחבית תולעים כמו assay השמירה אפשרי גם עם ההתקנה הזו. בנוסף, שיטה זו אינה מיועדת ללימוד ניווט גירויים גירוי בשל הקרבה ואת כמויות קטנות של שליטה וטיפות פתרון ניסיוני בשימוש. E_content &quot;&gt; בעתיד, תוכנת תכנות המאפשרת רב תולעת מעקב יחיד תולעת תכונה תולעת יכול להיות משולב לתוך מערכת זו 19 , 20. הקלטה פרמטרים התנהגות עדינה של התנהגות תולעת בודדת כגון מהירויות היפוך משרעת של כיפוף הגוף יספק תמונה מפורטת יותר של התנהגות chemosensory של תולעת בודדת בהקשר של assay מבוססי אוכלוסיה.ה assay יכול גם להיות שונה ללמוד הרגל על ​​ידי חורים משעמם באמצעות ההחזר על ההשקעה באמצעות מחטים מזרק עם גודל מד המתאים ומילוי החורים עם אגר חדורים עם מתחם ניסיוני או חיץ בקרה.זה יבטיח ריכוז השטח עקבית יותר של המתחם על פני תקופה ארוכה יותר של זמן ההקלטה כפי שנדרש במהלך מחקרים הרגולציה.יישום פוטנציאלי נוסף של שיטה זו היא לערוך מחקרים התנהגות השוואתית על פני מינים שונים nematode. בנוסף, תא התנהגותיכול להיות שונה במספר דרכים ללמוד תגובות התנהגותיות לגירויים multimodal. עבור יישומים optogenetic, בעוצמה גבוהה LED מערכים ניתן לחבר ליד המצלמה הר כדי סלקטיבי להפעיל נוירונים של עניין במהלך assay. אלמנטים חימום, מערכות קירור, חיישני טמפרטורה ניתן גם להוסיף את ההתקנה כדי ללמוד את ההשפעות של טמפרטורה על התנהגויות חושיות. יתר על כן, הריח מערכות משלוח יכול להיות מותקן בתוך החדר לחקור אינטראקציות בין אודורנסורי ו chemosensory modalities.

חיות החיות חייבות לשלב תשומות ממספר שיטות חישה ולבחור אסטרטגיות התנהגותיות מתאימות כדי לנווט בהצלחה את סביבתן. ההבנה כיצד מקבלים תשומות סנסוריות חיצוניות ומועברות לתוך מידע עצבי להנחיית בחירה בפעולה היא מטרה מרכזית בתחום הנוירוביולוגיה. נמטודת הגדילה הגנטית, C. elegans , היא אורגניזם מודל אטרקטיבי שבו ניתן לחקור את המנגנונים העצביים שבבסיס הביולוגיה החושית והאינטגרציה המולטימודלית. למרות C. elegans יש רק 302 נוירונים, הוא יכול לזהות להבחין בין מגוון רחב של גירויים סביבתיים, כולל תרכובות מסיסות, ריחני נדיפים, טמפרטורת הסביבה 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . הNematode C. elegans מסתמך בכבדות על מנגנון chemosensory שלה כדי למקם מקורות מזון להתריע בפני איומים פוטנציאליים. לפיכך, מבחני התנהגות שנועדו לסנן את התגובות של wild-type ומוטנטים C. elegans כדי גירויים כימיים לשחק תפקיד מכריע לנתח את המנגנונים הגנטיים, הסלולר, ואת עצבי ביסוד C. elegans &#39;יכולות חושיות יוצאת דופן. כדי לענות על התגובה לתרכובות מסיסות, שלושה סוגים של מבחני תוארו - מבחן ירידה, assay chemotaxis, ואת assay השמירה. במבחן הירידה, טיפה קטנה של המתחם ממוקמת בזנב של תולעת נעה והחלטת התולעת להפוך או להתקדם כאשר הנוזל מגיע למנגנון החושי הקדמי הוא הבקיע 4 . מבחן הירידה דורש הכנה ניסיונית קטנה והוא שימושי כאשר גודל המדגם של תולעים הוא קטן, כמו במקרה של תולעים המופעלות באמצעות לייזר. עם זאת, כמו רק תולעת אחתיכול להיות assayed בכל פעם הנסיין חייב להיות נוכח לאורך כל תקופת assay, מבחן ירידה יכול להיות זמן רב. מבחן הירידה הוא גם פגיע וריאציות ירידה משלוח בין כל תולעת בתוך מדגם, אשר עשוי להשפיע על התוצאות הכוללות של assay. מגבלה נוספת של מבחן הירידה היא כי ניתן להשתמש בו רק כדי assay התגובה של תולעת על תרכובות מרתיעה כפי שאי אפשר להפלות בין אפקט אטרקטיבי או נייטרלי של המתחם מהתנועה קדימה של התולעת. Assay chemotaxis עבור תרכובות מסיסות בדרך כלל מחייב חלוקת צלחת אגר לארבעה הרביעים, עם פתרון ניסיוני מעורב לתוך אגר של שני הרביעים מנוגדים פתרון שליטה מעורבב לתוך שני הרביעים השני 8 , 9 . בתחילת assay, טיפה של תולעים המכיל חיץ ממוקם במרכז הצלחת ואת מספר התולעים ב<html> כל רבע הוא הבקיע בנקודות זמן שונות. Assay chemotaxis מספק כוח סטטיסטי גדול יותר בהשוואה לבדיקת ירידה כמו מספר גדול של תולעים נבדקים assay כל. עם זאת, מגבלה אחת של שיטה זו היא כי הכנת לוחות assay chemotaxis דורש כמויות גדולות של המתחם ניסיוני. זה יקשה על ביצוע מסכי התנהגות בקנה מידה גדול, אם תהליך טיהור מסובך עם תשואות מוגבלות נדרש כדי להשיג את התרכובת של עניין, כמו במקרה של מולקולות איתות ascaroside 10 . בנוסף, ספירה ידנית של תולעים לאורך assay הוא רגישים שגיאות הפרעות של לוחות במהלך תהליך הספירה עשוי להשפיע על התוצאות. שלא כמו שתי השיטות הנ&quot;ל, assay שמירה משתמשת חזון המכונה, אשר ממזער שגיאה במהלך תהליך הבקיע ומקטין את ההתערבות של הנסיין במהלך assay<html> &gt; 11. ניתוח ממוחשב של הקלטות וידאו של התנהגות תולעת יכול גם לחשוף דינמיקה התנהגותית מתוחכמת כי יחמיץ כאשר הבקיע מבוצעת רק בכמה נקודות זמן בדידה. ב assay שימור, שתי נקודות כתמים מתווספים בצדדים הנגדיים של תיקון מזון קטן חיידקי עגול ואחריו המיקום של מספר קטן של תולעים באמצע תיקון המזון. התנהגות של תולעים אז הוא נרשם וידאו, ניתח, וערך אינדקס העדפה מחושב בהתבסס על המספר הכולל של פיקסלים תולעת בכל אזור פתרון. למרות נוכחותו של תיקון מזון אטרקטיבי מאפשר אוכלוסיות קטנות של תולעים לשמש assay כל, מזון בעבר הוכח רגיש התנהגויות הימנעות כדי repellants מסיסים 12 . יתר על כן, תולעים התערוכה תגובה photophobic אור אורך גל קצר ושימוש במקורות אור מיקרוסקופ כי לפלוט אור לבן בהתקנה ההקלטה התנהגות עשוי להשפיע על התנהגותS = &quot;xref&quot;&gt; 13. מטרת השיטה דנו במאמר זה היא להקליט ולנתח C. העדפת elegans עבור תרכובות מסיסות באמצעות assay מבוסס האוכלוסייה. לשם כך, השיטה הנוכחית משלבת ומשפרת על היבטים מכל שלוש השיטות שנדונו קודם לכן. זה מאפשר אוכלוסיות גדולות של תולעים להיבדק דורש רק כמויות קטנות של הפתרון הניסיוני לשמש בכל assay. בנוסף, assay מתנהל בתוך חדר התנהגות סגורה בנוי עם תאורה אחורית אינפרא אדום LED כדי למזער את ההשפעות של אור אורך גל קצר על ההתנהגות. כל חדר יכול להיות גם outfitted עם מספר רב של מצלמות מיקרוסקופ, אשר מגדיל את התפוקה הניסויית מבלי להתפשר שטח הספסל. לבסוף, תוכנת ניתוח וידאו פלט את ערך מדד ההעדפות עבור כל וידאו, כמו גם תלונת התפיסה הנלווית העלילה לדמיין את התנהגות הדינמיקה האוכלוסייה לאורך זמן. ההגדרה קאמרית ופרוטוקול ssay ניתן לשנות עוד ללמוד תגובות התנהגות multimodal כגון ההשפעה של odorants או טמפרטורה על התנהגויות chemosensory. מאמר זה מתאר את הבנייה של החדר התנהגות פרוטוקול assay. זה גם מדגים את התועלת של שיטה זו assaying התגובה של תולעים wild-type ו chemosensory מוטנטים פגומים לדוחה מסיסים ידוע, יונים נחושת 4 . לבסוף, תהליך ניתוח וידאו באמצעות התוכנה שסופקה מפורטת.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="840">
	<tbody>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Aluminum T-slotted framing extrusions</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">47065T101</td>
			<td style="width:359px;">Single profile, 1&#34; size, solid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brackets</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T236</td>
			<td>1&#34; long for 1&#34; high single profile extrusions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Compact end-feed fasteners</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T139</td>
			<td>1&#34; (single), pack of 4</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Twist-in solid panel holders</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T251</td>
			<td>For 1&#34; high extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic end caps</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T91</td>
			<td>For 1&#34; high extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Optically clear cast acrylic sheet</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">8560K211</td>
			<td>3/16&#34; thick, 12&#34; x 12&#34;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vinyl-coated polyester fabric</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">88505K57</td>
			<td>0.027&#34; thick, 61&#34; width, black</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brass grommets</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>9604K22</td>
			<td>Trade size 0, 0.545&#34; outer diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Steel washers</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>90107A029</td>
			<td>1/4&#34; screw size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rounded head screws</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>90272A546</td>
			<td>1/4&#34;-20 thread size, 1-1/2&#34; long</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Standard operating backlight</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td>8&#34;x8&#34;, infrared 850nm</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">IVP-C1 Variable Control Pot</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">T1 Power Supply</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Dino lite Pro AM4113T</td>
			<td style="width:147px;">Dino-Lite Digital Microscope</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">MS09B microscope stand</td>
			<td style="width:147px;">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

Nematode, Caenorhabditis elegans &#39;מערכת העצבים קומפקטית של רק 302 נוירונים מבסס רפרטואר מגוון של התנהגויות. כדי להקל על דיסקציה של מעגלים עצביים בבסיס התנהגויות אלה, פיתוח מבחני התנהגות חזקים לשעתקו נחוץ. מחקרים קודמים של C. elegans השתמשו בווריאציות של &quot;בדיקת טיפה&quot;, &quot;assay chemotaxis&quot; ו- assay לשמירה על מנת לחקור את התגובה של C. elegans לתרכובות מסיסות. השיטה המתוארת במאמר זה שואפת לשלב את החוזקות המשלימות של שלוש מבחני הנ&quot;ל. בקצרה, מעגל קטן באמצע כל צלחת assay מחולק לארבעה הרביעים עם שליטה פתרונות ניסיוניים להציב לסירוגין. לאחר התוספת של תולעים, צלחות assay נטענים לתוך חדר התנהגות שבו מצלמות מיקרוסקופ להקליט את המפגשים של תולעים עם האזורים המטופלים. ניתוח וידאו אוטומטי מבוצעת לאחר מכןNd נוצר ערך אינדקס מועדף (PI) עבור כל סרטון. רכישת וידאו ותכונות ניתוח אוטומטי של שיטה זו ממזער את מעורבותו של הנסיין ואת כל השגיאות הקשורות. יתר על כן, כמויות זעירות של המתחם ניסיוני משמשים assay ואת ההתקנה של החדר מרובה מצלמה ההתקנה מגדילה את התפוקה הניסויית. שיטה זו שימושית במיוחד לניהול מסכים התנהגותיים של מוטציות גנטיות ותרכובות כימיות חדשות. עם זאת, שיטה זו אינה מתאימה ללימוד ניווט גירוי שיפוע בשל הקרבה של אזורי פתרון ניסיוני. זה גם לא אמור לשמש כאשר רק אוכלוסייה קטנה של תולעים זמין. בעוד מתאים assaying תגובות רק תרכובות מסיסות בצורתו הנוכחית, שיטה זו יכולה להיות שונה בקלות כדי להתאים אינטראקציה חושי multimodal ומחקרים optogenetic. שיטה זו יכולה גם להיות מותאם כדי assay תגובות chemosensory של מינים אחרים nematode. </P&gt;

איור 3 א מציג את ערכי מדד ההעדפה המתקבלים עבור גנוטיפ שונים זוגות הטיפול. ערך אינדקס מועדף של 1 מציין נקודת משיכה חזקה לפתרון המוצב בחזר ה- ROI הניסיוני, בעוד שערך מדד ההעדפה של -1 מציין דחייה חזקה. מדד העדפה של 0.02 התקבל כאשר הפתרון M13 חיץ הוצב הן את השליטה ואת ההחזר על ההשקעה ניסיוני, הוכחת כי אין הטיה מרחבית כלפי החזר ההשקעה או. N2 תולעים נמנע מאוד יונים נחושת וכתוצאה מכך מדד ההעדפה של -0.67, אשר מאמת הממצאים הקודמים כי יונים נחושת הם רפלנט חזק ( סרט משלים 1 ) 4 . מוטציות אוסמו-3 , אשר חסר מבנה תקין של קטעים דיסטלי של אברי החוש, הראו ירידה משמעותית של יונים נחושת (PI = -0.19) 15 . Ocr-2 מוטציות, אשר דה<html> (FI = 0.19) ( סרט משלים 2 ) 16 . איור 3 ב מציג נציג התופסן תולעים מגרשים, אשר מצביעים על צפיפות של תולעים בשליטה לעומת החזר ROIs ניסיוני לאורך זמן בכל וידאו. ככל שהצבע כהה יותר, כך יגדל מספר הפיקסלים בתולעת החזר ה- ROI. חלקת התפוסה עבור תולעים N2 שטופלו עם חיץ M13 מראים כי מספר התולעים בשני החזרים להשקעה נשאר דומה לאורך כל assay. עם זאת, החלקה התפוסה עבור תולעים N2 מטופלים עם יונים נחושת עולה כי התולעים חזק בעקביות למנוע את ההחזר על ההשקעה ניסיוני לאורך assay. Gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; איור 1: תמונה וייצוג סכמטי של עיצוב התנהגות קאמרית. ( א ) מבט הקדמי של הגדרת החדר קאמרית (משמאל) וייצוג סכמטי המקביל של מסגרת קאמרית (מימין). סדינים פוליאסטר אטומים להקיף את החדר על כל הפרצופים למעט בפנים התחתונה, המאפשרת אור דרך הפנס תאורה אחורית אינפרא אדום. המספרים 1, 2 ו -3 תואמים את שכבות ההבלטה ב (B). ( ב ) סכמטי של תצוגה העליון של שכבות שחול המהווה את מסגרת החדר התנהגות. זה כולל את השכבה העליונה (1), באמצע המצלמה הר הרכבה שכבת (2), ואת השכבה שלב התחתון (3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; איור 2: תבניות מיקום-מיקום ויישור יישור. ( א ) לתבנית המיקום של פתרון יש ארבעה רבעים וסמני יישור מספרים. פתרון הבקרה ממוקם בצד שמאל העליון התחתון ימין quadrants ואילו הפתרון הניסיוני ממוקם העליון הימני ואת התחתון משמאל quadrants. ( ב ) תבנית יישור צלחת יש רק מספר סמנים יישור כדי למזער חסימה של התולעים בתחום התצוגה במהלך הקלטת וידאו וניתוח. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> איור 3: נתונים לדוגמה שנאספו באמצעות Assay זה. ( A ) ערכי ההעדפה (PI) ערכים עבור wild-type N2 ו מוטציה C. elegans </e<html> M&gt; בתגובה למאגר M13 ו 10 מ&quot;מ CuCl 2 . תולעי N2 לא הראו כל העדפה בין בקרה לבין החזר ROI ניסיוני, כאשר פתרון בקרת M13 הושם בשני החזרים להשקעה, אך נמנע מאוד מהחזר ה- ROI הניסויי כאשר יונים נחושת הונחו בו (PI = 0.02 ו- -0.67, בהתאמה). ( מוטציות ) ו -3 ocr -2 ( מוטציות ak47) הראו ירידה משמעותית בהימנעות מיוני נחושת בהשוואה ל- N2 (PI = -0.1 ו -0.2, בהתאמה). N = 6 מבחני כל זיווג טיפול גנוטיפ, 360 תולעים לכל assay, ברים שגיאה מצביעים ± 1 SEM, *** p &lt;0.001, חד כיווני ANOVA ואחריו פוסט הוק הוקרה משמעותי הבדל משמעותי (HSD) הבדיקה. ( ב ) נציג תולעת התפקידים מגרשים עבור N2 תולעים עם חיץ M13 בשני ROIs (למעלה) ו N2 תולעים עם חיץ M13 ב ROI ההשקעה ויונים נחושת ההחזר על ההשקעה ניסיוני (התחתון). סולם הצבעים שמתחת לכל חלקת תפוסה מייצג את מספר פיקסלים התולעים.Pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו. סרט משלים 1: תגובה התנהגותית של תולעים N2 ל 10 מ&quot;מ כלוריד נחושת. תולעים נמשכים לרבעי הבקרה עם חיץ M13 (שמאל עליון וימני תחתון), אך נמנעים מאוד מהרבעים המכילים יונים נחושת מומסים במאגר M13 (ימין עליון ותחתון משמאל). וידאו הוקלט ב 1 מסגרת לשנייה ו sped up 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">לחץ כאן להורדת הקובץ.</a> סרט משלים 2: תגובה התנהגותית של ocr-2 (ak47) תולעים 10 מ&quot;מ כלוריד נחושת. תולעים לשוטט במידה שווה בערך בשני הרביעים שליטה עם חיץ M13 (השמאלי העליון והתחתון מימין) ואת הרבעS המכיל יונים נחושת מומס במאגר M13 (השמאלית העליונה והתחתית השמאלית) לאורך משך ההקלטה. מוטציות התערוכה עדיפות קלה עבור הרביעים המכילים יונים נחושת בתחילת ההקלטה. וידאו הוקלט ב 1 מסגרת לשנייה ו sped up 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">לחץ כאן להורדת הקובץ.</a> קובץ משלים: פתרון-מיקום ויישור תבניות יישור. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">לחץ כאן להורדת הקובץ.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay at JoVE.com

Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

אנו מציגים התנהגות הקלטה הקלטה ופרוטוקול המאפשר ניתוח אוטומטי של נמטודות, Caenorhabditis elegans &#39;העדפת תרכובות מסיסות באסאי מבוסס האוכלוסייה. מאמר זה מתאר את הבנייה של תא התנהגות, פרוטוקול assay התנהגותי, וניתוח וידאו השימוש בתוכנה.

ניתוח אוטומטי של אוכלוסיה מבוססת נמטודות מבוססי Assay העדפה

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

מדידה של פעילות פרונטו-הלימבית שימוש מוזר משימה רגשית בילדים בסיכון גבוה לסכיזופרניה משפחתי

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

העדפות שומן: דגם רומן של התנהגות אכילה בחולדות

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 ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

ההערכה הניסויית של עכבר חברותי בגישת עיבוד תמונה אוטומטית

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Assessment of Cocaine-induced Behavioral Sensitization and Conditioned Place Preference in Mice

הערכת רגישות התנהגות נגרמת קוק העדפות מקום אלפו עכברים

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to ...

Protocol for Data Collection and Analysis Applied to Automated Facial Expression Analysis Technology and Temporal Analysis for Sensory Evaluation

פרוטוקול איסוף נתונים וניתוח יישומים לטכנולוגית ניתוח הבעות פנים אוטומטי ובזמן ניתוח להערכה חושית

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial ...

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

וזמינותו אוטומטית מהירה Geotaxis שלילי איטרטיבי לניתוח התנהגות טיפוס למבוגרים מודל דרוזופילה הקשורים ניוון מוחיים

Neurodegenerative diseases are frequently associated with a progressive loss of movement ability, reduced life span, and age-dependent neurodegeneration. ...

Reinstatement of Drug-seeking in Mice Using the Conditioned Place Preference Paradigm

החזרה של שוחרת סמים בעכברים באמצעות הפרדיגמה העדפה המקום ממוזגים

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

אוטומטית, וזמינותו התנהגות לטווח ארוך עבור פונקציות קוגניטיביות במודלים גנטיות מרובות של מחלת אלצהיימר, באמצעות IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

A Conditioned Place Preference Protocol for Measuring Incubation of Craving in Rats

פרוטוקול העדפה המקום ממוזגים למדידת דגירה של השתוקקות אצל חולדות

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed ...

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

כפה-הדפסת ניתוח של הקלטות חדות-משופרת (PrAnCER): בעלות נמוכה, גישה לפתוח מערכת ניתוח הילוך אוטומטי להערכת לקויי מנוע

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function ...