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

Noen stammer ble levert av Caenorhabditis Genetics Center (CGC), som er finansiert av NIH Office of Research Infrastructure Programs (P40 OD010440). Dette arbeidet støttes av Howard Hughes Medical Institute, med hvilket PWS er ​​en etterforsker.

<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>

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Et kritisk trinn i protokollen er å sikre at analyseplatene har et konsistent tørhetsnivå over ulike eksperimentelle dager. Forskjellige tørhetsnivåer vil resultere i forskjellige diffusjonshastigheter av løsningen i agar og følgelig variasjoner i atferdsmessig utfall. Dermed skal analyseplater alltid gjøres friske på ettermiddagen før eksperimenter. Antall ormer som testes per test bør også reguleres for å lette sammenligningen mellom behandlinger. Til referanse ligger en vildtypeorm på 4-10 egg / h i gjennomsnitt som gir&gt; 360 ormer per test hvis ormsynkroniseringsprotokollen ovenfor følges 17 . Hvis visse mutantstammer egglegger mangelfull, velger du mer gravid voksenorm for egglegging for å nå måletallet av avkom. Et annet viktig skritt i protokollen er å håndtere ormer forsiktig under vaskeprosessen og ormenes plassering. Ormer er følsomme for mekaniske stimuli, noe som fremkaller stressresponser slik<html> S reverseringer og eggleggingsinhibering 18 . Videre bør det tas hensyn til å definere avkastningen nøyaktig og for å bestemme den optimale terskelkonstantverdien for bestemte lysforhold før du fortsetter med videoanalysen. Det anbefales også at kalibrerings- og terskelprosessene gjentas hvis det har gått lang tid siden det siste eksperimentet ble kjørt. En begrensning av denne metoden er at den ikke er egnet for å analysere små ormpopulasjoner. Imidlertid, hvis det er utført passende kontroller for å bestemme innflytelsen av nærværet av mat på sensorisk oppførsel, utnytter man mat for å begrense ormens romlige undersøkelsessted som i retensjonsanalysen med dette oppsettet. I tillegg er denne metoden ikke ment for å studere stimulusgradientnavigasjon på grunn av nærhet og små mengder av kontroll- og eksperimentelle løsningsdråper som brukes. E_content &quot;&gt; I fremtiden kan programmeringsprogramvaren som muliggjør flerwormsporing og singleworm-ekstraksjon, integreres i dette systemet 19 , 20. Opptak av subtile oppførselsparametre for enkelormsoppførsel som reverseringshastigheter og amplitud av kroppsbuer vil gi Et mer detaljert bilde av en individuell ormos kjemosensoriske oppførsel i sammenheng med et populasjonsbasert assay. Analysen kan også modifiseres for å studere habituering ved å kjede hull gjennom ROI ved hjelp av sprøyteåler med passende måleformat og fylle hullene med agar infundert Med den eksperimentelle forbindelsen eller kontrollbufferen. Dette vil sikre en mer konsistent overflatekonsentrasjon av forbindelsen over en lengre periode av opptakstid som er nødvendig under vanningsstudier. En annen potensiell anvendelse av denne metoden er å gjennomføre sammenlignende oppførselsstudier på tvers av forskjellige nematodearter. I tillegg oppførselskammeretKan modifiseres på flere måter for å studere atferdsresponser til multimodale stimuli. For optogenetiske applikasjoner kan høyintensitets LED-arrays festes ved siden av kamerafesten for å selektivt aktivere nevroner av interesse under analysen. Varmeelementer, kjølesystemer og temperatursensorer kan også legges til oppsettet for å studere effekten av temperatur på sensorisk oppførsel. Videre kan luktleveringssystemer installeres inne i kammeret for å undersøke samspillet mellom luktsensoriske og kjemosensoriske modaliteter.

Foraging dyr må integrere innganger fra flere sensoriske modaliteter og velge passende atferdsstrategier for å kunne navigere i deres miljø. Forståelse av hvordan eksterne sensoriske innganger mottas og omdirigert til nevral informasjon for å styre handlingsvalg, er et sentralt mål innen neurobiologi. Den genetisk trekkbare nematoden, C. elegans , er en attraktiv modellorganisme for å studere de nevrale mekanismene som ligger til grunn for sensorisk biologi og multimodal integrasjon. Selv om C. elegans har bare 302 nevroner, kan den oppdage og diskriminere mellom et bredt spekter av miljøstimuli, inkludert oppløselige forbindelser, flyktige luktstoffer og omgivelsestemperatur 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . DeNematode C. elegans er avhengig av sin kjemosensoriske apparat for å lokalisere matkilder og å varsle seg for potensielle trusler. Dermed utfører adferdsanalyser for å skjerme responsene til villtype og mutant C. elegans til kjemiske stimuli en avgjørende rolle i å dissekere de genetiske, cellulære og nevrale mekanismene som ligger til grund for C. elegans bemerkelsesverdige sensoriske evner. For å analysere responsen på oppløselige forbindelser har tre typer analyser blitt beskrevet - drop-testen, chemotaxis-analysen og retensjonsanalysen. I droppprøven plasseres en liten dråpe av forbindelsen på halen av en bevegelig orm, og ormen har til hensikt å reversere eller bevege seg fremover når væsken når det fremre sensoriske apparatet, scoret 4 . Dråpetesten krever lite eksperimentelt preparat og er nyttig når maskestørrelsen er liten, som i tilfelle laseropererte ormer. Men som bare en ormKan analyseres ad gangen og eksperimentet må være til stede i løpet av analysens varighet, kan droppprøven være tidkrevende. Drop-testen er også sårbar for variasjoner i drop-levering mellom hver orm i en prøve, noe som kan påvirke de samlede resultatene av analysen. En annen begrensning av drop testen er at den bare kan brukes til å analysere ormenes respons på aversive forbindelser, da det ikke er mulig å diskriminere mellom en attraktiv eller nøytral effekt av forbindelsen fra ormens fremadrettede bevegelse. Chemotaxis-analysen for oppløselige forbindelser innebærer generelt å dele en agarplate i fire kvadranter, idet eksperimentell oppløsning blandes i agar av to motstående kvadranter og kontrolloppløsningen blandes inn i de andre to kvadranter 8 , 9 . Ved starten av analysen plasseres en dråpe buffer som inneholder ormer i midten av platen og antall ormer i<html> Hver kvadrant blir scoret på forskjellige tidspunkter. Chemotaxis-analysen gir større statistisk effekt sammenlignet med dropptesten, da et stort antall ormer blir testet i hver analyse. En begrensning av denne metoden er imidlertid at fremstilling av kjemotaksisanalyseplater krever store mengder av forsøksforbindelsen. Dette vil gjøre det vanskelig å utføre storskala adferdsskjerm hvis en komplisert renseprosess med begrensede utbytter er nødvendig for å oppnå forbindelsen av interesse, som i tilfelle av askarosid-signalmolekylene 10 . I tillegg er manuell telling av ormer gjennom analysen utsatt for feil, og forstyrrelsen av platene under telleprosessen kan påvirke resultatene. I motsetning til de to nevnte metodene benytter retensjonsanalysen maskinsyn, som minimerer feil under scoringprosessen og reduserer eksperimenters interferens under analysen<html> &gt; 11. Datastyrt analyse av videoopptak av ormadferd kan også potensielt avsløre subtilt atferdsdynamikk som vil bli savnet når scoring bare utføres på enkelte diskrete tidspunkter. I retensjonsanalysen legges to løsninger flekker på motsatte sider av en liten sirkulær bakteriell matrett, fulgt av plassering av et lite antall ormer i midten av matlapet. Ormenes oppførsel blir deretter innspilt, analysert og en preferanseindeksverdi beregnes basert på totalt antall ormpiksler i hver løsningsområde. Selv om tilstedeværelsen av et attraktivt matopplegg muliggjør bruk av mindre populasjoner av ormer i hver analyse, har det tidligere vist seg at mat har blitt sensitivisert for å unngå oppførselstiltak til oppløselige repellanter 12 . Videre utviser ormer en fotofob respons på kortbølgelengde lys og bruken av mikroskop lyskilder som avgir hvitt lys i opptaksoppsettoppsettet kan påvirke atferdS = &quot;xref&quot;&gt; 13. Formålet med metoden som diskuteres i denne artikkelen er å registrere og analysere C. elegans &#39; preferanse for oppløselige forbindelser ved bruk av en populasjonsbasert analyse. For dette formål integrerer og forbedrer den nåværende metoden på aspekter fra alle tre av de tidligere diskuterte metodene. Det gjør at store populasjoner av ormer kan testes og krever bare små mengder av den eksperimentelle løsningen som skal brukes i hver analyse. I tillegg utføres analysen i et spesialbygd lukket adferdskammer med infrarød LED-bakgrunnsbelysning for å minimere effektene av kortbølgelengde lys på oppførsel. Hvert kammer kan også utstyres med flere mikroskopkameraer, noe som øker eksperimentell gjennomstrømning uten å kompromittere benkplass. Til slutt produserer videoanalyseprogrammet preferanseindeksverdien for hver video, samt en tilhørende ormenes okkupasjonsplott for å visualisere populasjonsadferd dynamikken over tid. Kammeroppsettet og aSsay-protokollen kan endres ytterligere for å studere multimodale adferdsresponser, for eksempel effekten av luktemidler eller temperatur på kjemosensorisk oppførsel. Denne artikkelen beskriver konstruksjonen av oppførselskammeret og analyseprotokollen. Det demonstrerer også nytten av denne metoden ved å analysere responsen av villtype-ormer og kjemosensoriske defekte mutanter til den kjente oppløselige repellanten, kobberioner 4 . Endelig er videoanalyseprosessen ved hjelp av den medfølgende programvaren detaljert.

<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

Den nematode, Caenorhabditis elegans &#39;kompakte nervesystemet av bare 302 nevroner, ligger under et mangfoldig repertoar av oppførsel. For å lette disseksjonen av nevrale kretser som ligger til grund for disse atferdene, er utviklingen av robuste og reproducerbare atferdsanalyser nødvendig. Tidligere C. elegans atferdsstudier har brukt variasjoner av en &quot;drop test&quot;, en &quot;chemotaxis assay&quot; og en &quot;retensjonsanalyse&quot; for å undersøke responsen fra C. elegans til oppløselige forbindelser. Fremgangsmåten beskrevet i denne artikkelen søker å kombinere de komplementære styrker av de tre ovennevnte analysene. Kort fortalt er en liten sirkel i midten av hver analyseplass oppdelt i fire kvadranter med kontrollen og eksperimentelle løsninger skiftevis plassert. Etter tilsetningen av ormene blir analyseplaten lastet inn i et oppførselskammer hvor mikroskopkameraer registrerer ormene i de behandlede områdene. Automatisert videoanalyse utføres deretter aNd en preferanseindeks (PI) -verdi for hver video genereres. Videooppkjøpet og automatiserte analysegenskaper av denne metoden minimerer eksperimentørens involvering og eventuelle tilknyttede feil. Videre brukes små mengder av eksperimentell forbindelse per analyse og adferdskammerets multikameraoppsett øker eksperimentell gjennomstrømning. Denne metoden er spesielt nyttig for å utføre adferdsskjermbilder av genetiske mutanter og nye kjemiske forbindelser. Denne metoden er imidlertid ikke egnet for å studere stimulusgradientnavigasjon på grunn av nærhet av kontroll- og eksperimentelle løsningsområder. Det bør heller ikke brukes når bare en liten populasjon ormer er tilgjengelig. Selv om det er egnet for å analysere responser bare på løselige forbindelser i sin nåværende form, kan denne metoden lettmodifiseres for å imøtekomme multimodal sensorisk interaksjon og optogenetiske studier. Denne metoden kan også tilpasses for å analysere de kjemosensoriske responsene til andre nematodearter. </p&gt;

Figur 3A viser preferanseindeksverdiene oppnådd for forskjellige genotype- og behandlingsparinger. En preferanseindeksverdi på 1 indikerer sterk tiltrekning til løsningen plassert i eksperimentell avkastning, mens en preferanseindeksverdi på -1 indikerer sterk avstøtning. En preferanseindeks på 0,02 ble oppnådd når M13-bufferoppløsningen ble plassert i både kontroll- og eksperimentelle ROI, hvilket viste at det ikke er romlig forspenning mot enten avkastning. N2 ormer forhindret sterkt kobberioner som resulterte i en preferanseindeks på -0,67, noe som bekrefter tidligere funn at kobberioner er en sterk repellant ( Supplementary Movie 1 ) 4 . Osm-3 mutanter, som mangler riktig dannelse av de distale segmentene av sensoriske cilia, viste en betydelig redusert unngåelse av kobberioner (PI = -0,19) 15 . Ocr-2 mutanter, som er de<html> Fektive i mange ASH-medierte nociceptive responser, inkludert kobberundvikelse, viser også betydelig redusert unngåelse og til og med litt mild tiltrekning mot kobberioner (PI = 0,19) ( Supplementary Movie 2 ) 16 . Figur 3B viser representative ormbelegninger, som angir tydeligheten av ormer i kontrollen mot de eksperimentelle avkastningene over tid i hver video. Jo mørkere fargen på plottingsområdet, jo større antall ormpiksler i avkastningen. Beboelsesplottet for N2-ormer behandlet med M13-bufferkontrollen viser at antall ormer i begge avkastningene forblir like i hele analysen. Imidlertid viser okkupasjonsplottet for N2-ormer behandlet med kobberioner at ormer sterkt og konsekvent unngår eksperimentell avkastning gjennom hele analysen. Gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; Figur 1: Foto og skjematisk representasjon av oppførselskammerdesign. ( A ) Forhåndsvisning av oppførselskammeroppsett (venstre) og tilhørende skjematisk fremstilling av kammerramme (høyre). Ugjennomsiktige polyesterplater legger kammeret på alle ansikter bortsett fra bunnflaten, som gir lys gjennom det infrarøde baklyspanelet. Tallene 1, 2 og 3 tilsvarer ekstruderingslagene i (B). ( B ) Skjematisk oversikt over ekstruderingslag som omfatter oppførselskammerrammen. Dette inkluderer topplaget (1), det midterste kameramonteringslaget (2) og det nederste trinnlaget (3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a> <img alt="Figur 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; Figur 2: Løsning-plassering og Plate-alignment maler. ( A ) Løsningsplasseringsmalen har fire kvadranter og nummerjusteringsmarkører. Kontrollløsningen er plassert i øverste venstre og høyre høyre kvadrant mens den eksperimentelle løsningen plasseres i høyre og venstre venstre kvadrant. ( B ) Platejusteringsmalen har bare nummerjusteringsmarkører for å minimere okklusjon av ormene i synsfeltet under videoopptak og analyse. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a> <img alt="Figur 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> Figur 3: Eksempeldata samlet inn ved hjelp av denne analysen. ( A ) Preference Index (PI) verdier for villtype N2 og mutant C. elegans </e<html> m&gt; i respons til M13 buffer og 10 mM CuCl2. N2 ormer viste ingen preferanse mellom kontroll og eksperimentelle ROI når M13 kontrolloppløsning ble plassert i begge ROI, men sterkt unngått eksperimentell avkastning når kobberioner ble plassert i den (PI = 0,02 og -0,67, henholdsvis). Osm-3 (p802) mutanter og ocr-2 (ak47) mutanter viste signifikant redusert unngåelse av kobberioner sammenlignet med N2 (PI = -0,1 og 0,2). N = 6 analyser for hver genotypebehandlingsparing,&gt; 360 ormer per assay, feilfelter angir ± 1 SEM, *** p &lt;0.001, enveis ANOVA etterfulgt av post-hoc Tukey Honestly Significant Difference (HSD) test. ( B ) Representative ormbelegninger for N2-ormer med M13-buffer i både ROIs (topp) og N2-ormer med M13-buffer i kontroll ROI og kobberioner i eksperimentell avkastning (bunn). Fargeskalaen under hver belegningsplot representerer antall ormpiksler.Pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren. Supplerende film 1: Behavioral respons av N2 ormer til 10 mM kobberklorid. Ormer tiltrekkes kontrollkvadrantene med M13 buffer (øverst til venstre og nederst til høyre), men sterkt unngå kvadranter som inneholder kobberioner oppløst i M13 buffer (øverst til høyre og nederst til venstre). Videoen ble tatt opp med 1 bilde per sekund og sped opp 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">Vennligst klikk her for å laste ned denne filen.</a> Supplerende film 2: Behavioral respons av ocr-2 (ak47) ormer til 10 mM kobberklorid. Worms streife seg i omtrent like stor grad i begge kontrollkvadrantene med M13 buffer (øverst til venstre og nederst til høyre) og kvadrantenS inneholdende kobberioner oppløst i M13 buffer (øverst til høyre og nederst til venstre) gjennom hele opptaksvarigheten. Mutantene har en liten preferanse for kvadranter som inneholder kobberioner ved opptakets start. Videoen ble tatt opp med 1 bilde per sekund og sped opp 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">Vennligst klikk her for å laste ned denne filen.</a> Supplerende fil: Løsning-plassering og Plate-alignment maler. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">Vennligst klikk her for å laste ned denne filen.</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

Vi presenterer en opptaksoppsett og protokoll som muliggjør automatisk analyse av nematoden, Caenorhabditis elegans &#39;preferanse for oppløselige forbindelser i en populasjonsbasert analyse. Denne artikkelen beskriver konstruksjonen av et oppførselskammer, adferdsanalyseprotokollen og bruk av videoanalyseprogrammer.

Automatisert analyse av en nematode-populasjonsbasert kjemosensorisk preferanseanalyse

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

Måling av Fronto-limbiske aktivitet Bruke en emosjonell Oddball Task hos barn med familiær høy risiko for schizofreni

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

Fat Preferanse: A Novel Model of Eating atferd i Rats

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

Eksperimentell Vurdering av Mouse Omgjengelighet hjelp av en automatisert bildebehandling Approach

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

Vurdering av kokain-indusert Behavioral sensibilisering og kondisjonerte sted Preference i Mus

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

Protokoll for datainnsamling og analyse for automatiserte Facial Expression Analysis Teknologi og Temporal analyse for sensorisk evaluering

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

En automatisert rask iterativ Negative Geotaxis analysen for å analysere voksen klatring atferd i Drosophila modell av Neurodegeneration

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

Gjenoppretting av narkotika-søker i mus bruker betinget sted preferanse paradigmet

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

Automatisert, langsiktig atferdsdata analyse for kognitive funksjoner i flere genetiske modeller av Alzheimers sykdom, bruker 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

En betinget sted preferanse protokoll for å måle inkubasjonstiden for Craving i rotter

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

Pote-avtrykk analyse av kontrasten-forsterket registreringene (narrestreker): en lav-bekostning, åpen-adgang automatisert gå analyse system for vurderingen motor underskudd

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 ...