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

Некоторые штаммы были предоставлены Центром генетических исследований Caenorhabditis (CGC), который финансируется NIH Office Research Infrastructure Program (P40 OD010440). Эта работа поддерживается Медицинским институтом Говарда Хьюза, с которым PWS является исследователем.

<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>

Авторам нечего раскрывать.

Критическим шагом в протоколе является обеспечение того, чтобы аналитические пластины имели согласованный уровень сухости в разные экспериментальные дни. Различные уровни сухости приведут к разной скорости диффузии раствора в агар и, следовательно, к изменениям поведенческого результата. Таким образом, аналитические пластины всегда должны быть свежими во второй половине дня перед экспериментами. Количество протестированных червей на анализ также должно регулироваться для удобства сравнения между обработками. Для справки, червь дикого типа откладывает 4-10 яиц / ч в среднем, давая&gt; 360 червей на анализ, если соблюдается протокол синхронизации червя выше. 17 . Если определенные мутантные штаммы являются дефектными для яиц, подберите больше взрослых взрослых червей для укладки яиц, чтобы достичь целевого количества потомства. Другим важным шагом в протоколе является осторожное обращение с червями во время процесса стирки и размещения червя. Черви чувствительны к механическим раздражителям, которые вызывают реакции стресса, такие как<html> S и торможение яйцекладки 18 . Кроме того, необходимо тщательно определить ROI и определить оптимальное значение порога для конкретных условий освещения, прежде чем приступать к анализу видео. Также рекомендуется повторять процесс калибровки и порогового значения, если длительный период времени истек с момента последнего эксперимента. Ограничение этого метода заключается в том, что оно не подходит для анализа небольших популяций червя. Однако, если соответствующие меры контроля для определения влияния присутствия пищи на сенсорное поведение выполняются, то использование этой пищи для ограничения пространственного разведочного местоположения червей, как и в анализе удержания, также возможно с этой установкой. Кроме того, этот метод не предназначен для изучения навигации по градиенту стимулов из-за непосредственной близости и небольших количеств используемых контрольных и экспериментальных растворов. E_content &quot;&gt; В будущем в эту систему можно интегрировать программное обеспечение для программирования, обеспечивающее отслеживание нескольких червей и извлечение одной червя, в эту систему 19 , 20. Запись тонких параметров поведения поведения одного червя, таких как скорости разворота и амплитуда изгибов тела, обеспечит Более детальную картину хемосенсорного поведения отдельного червя в контексте популяционного анализа. Анализ также может быть изменен для изучения привыкания путем сверления отверстий через ROI с использованием игл шприца с соответствующим размером калибра и заполнения отверстий агаром, наполненным С экспериментальным соединением или контрольным буфером, что обеспечит более постоянную поверхностную концентрацию соединения в течение более длительного периода времени записи, что необходимо во время изучения привыкания. Другим потенциальным применением этого метода является проведение сравнительных исследований поведения различных видов нематод. Кроме того, камера поведенияМогут быть модифицированы различными способами для изучения поведенческих реакций на мультимодальные стимулы. Для оптогенетических применений высокоинтенсивные светодиодные матрицы могут быть прикреплены рядом с держателем камеры для избирательной активации интересующих нас нейронов во время анализа. Нагревательные элементы, системы охлаждения и температурные датчики также могут быть добавлены в установку для изучения влияния температуры на сенсорное поведение. Кроме того, в кабине могут быть установлены системы доставки запаха, чтобы исследовать взаимодействия между аторсенсорными и хемосенсорными модальностями.

Кормящие животные должны интегрировать материалы из нескольких сенсорных модальностей и выбирать соответствующие стратегии поведения, чтобы успешно ориентироваться в своей среде. Понимание того, как внешние сенсорные входы принимаются и трансдуцируются в нейронную информацию для направления выбора действия, является центральной целью в области нейробиологии. Генетически поддающаяся нематодам C. elegans - привлекательный модельный организм, в котором изучаются нейронные механизмы, лежащие в основе сенсорной биологии и мультимодальной интеграции. Хотя C. elegans имеет только 302 нейрона, он может обнаруживать и различать широкий спектр экологических стимулов, включая растворимые соединения, летучие одоранты и температуру окружающей среды 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 .Нематод C. elegans в значительной степени полагается на свой хемосенсорный аппарат, чтобы локализовать источники пищи и предупреждать себя о потенциальных угрозах. Таким образом, поведенческие анализы, предназначенные для скрининга ответов дикого типа и мутантного C. elegans на химические раздражители, играют решающую роль в анализе генетических, клеточных и нервных механизмов, связанных с замечательными сенсорными способностями C. elegans . Для анализа реакции на растворимые соединения были описаны три типа анализов - тест на падение, анализ хемотаксиса и анализ на удерживание. В тесте на каплю небольшая капля соединения помещается в хвост движущегося червя, и решение червя перевернуть или продвинуться вперед, когда жидкость достигнет передней сенсорной аппаратуры, оценивается 4 . Тест на падение требует небольшой экспериментальной подготовки и полезен, когда размер образцов червей мал, как в случае с лазерными червями. Однако, поскольку только один червьМогут быть проанализированы одновременно, и экспериментатор должен присутствовать на протяжении всего анализа, тест на падение может занять много времени. Тест на падение также уязвим для изменений в доставке капель между каждым червем в образце, что может влиять на общие результаты анализа. Другим ограничением теста на падение является то, что его можно использовать только для анализа реакции червя на аверсивные соединения, поскольку невозможно отличить привлекательный или нейтральный эффект соединения от движения вперед червя. Анализ хемотаксиса на растворимые соединения обычно включает разделение пластины агара на четыре квадранта, при этом экспериментальный раствор смешивают с агаром из двух противоположных квадрантов, а контрольный раствор смешивают в двух других квадрантах 8 , 9 . В начале анализа в центре пластины помещается капля буфера с червями, а количество червей в<html> Каждый квадрант оценивается в разные моменты времени. Анализ хемотаксиса обеспечивает большую статистическую мощность по сравнению с тестом на падение, поскольку большое количество червей тестируется в каждом анализе. Однако одним ограничением этого метода является то, что для приготовления пластинок для анализа хемотаксиса требуются большие количества экспериментального соединения. Это затруднит проведение крупномасштабных экранов поведения, если для получения интересующего соединения требуется сложный процесс очистки с ограниченными выходами, как в случае сигнальных молекул аскаросидов 10 . Кроме того, ручной подсчет червей во всем анализе подвержен ошибкам, и возмущение пластин во время процесса подсчета может повлиять на результаты. В отличие от двух вышеупомянутых методов анализ удерживания использует машинное зрение, которое минимизирует ошибку во время процесса подсчета очков и уменьшает интерференцию экспериментатора во время анализа<html> &gt; 11. Компьютеризированный анализ видеозаписей поведения червя также может потенциально выявлять более тонкую поведенческую динамику, которая будет пропущена, когда подсчет очков будет выполняться только в несколько отдельных временных периодов. В анализе удержания на противоположных сторонах небольшого кругового бактериального пищевого патча добавляются пятна двух растворов с последующим размещением небольшого количества червей в середине пищевого пятна. Затем поведение червей записывается, анализируется и значение индекса предпочтения рассчитывается на основе общего количества пикселей червя в каждой области решения. Хотя наличие привлекательного паттерна для пищи позволяет использовать меньшие популяции червей в каждом анализе, ранее было показано, что пища проявляет склонность избегать поведения к растворимым репеллентам 12 . Кроме того, черви проявляют светоподобный отклик на коротковолновый свет и использование источников света микроскопа, излучающих белый свет при установке записи по поведению, может повлиять на поведениеS = &quot;xref&quot;&gt; 13. Цель метода, обсуждаемого в этой статье, - записать и проанализировать предпочтение C. elegans для растворимых соединений с использованием популяционного анализа. С этой целью текущий метод интегрирует и улучшает аспекты из всех трех ранее обсуждавшихся методов. Это позволяет тестировать большие популяции червей, и для каждого анализа требуется только небольшое количество экспериментального раствора. Кроме того, анализ проводится в специально построенной закрытой поведенческой камере с инфракрасной светодиодной подсветкой для минимизации влияния коротковолнового света на поведение. Каждая камера также может быть оснащена несколькими камерами микроскопа, что увеличивает экспериментальную пропускную способность без ущерба для пространства для стенда. Наконец, программное обеспечение для анализа видео выводит значение индекса предпочтения для каждого видео, а также график сопровождающего червя, чтобы визуализировать динамику популяционного поведения с течением времени. Настройка камеры иПротокол ssay может быть дополнительно модифицирован для изучения мультимодальных реакций поведения, таких как влияние одорантов или температуры на хемосенсорное поведение. В этой статье описывается конструкция камеры поведения и протокола анализа. Он также демонстрирует полезность этого метода при анализе реакции червей дикого типа и хемосенсорных дефектных мутантов на известный растворимый репеллент, ионы меди 4 . Наконец, подробный анализ процесса видеоанализа с использованием предоставленного программного обеспечения.

<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

Нематода, компактная нервная система Caenorhabditis elegans , состоящая всего из 302 нейронов, лежит в основе разнообразного репертуара поведения. Для облегчения диссекции нейронных схем, лежащих в основе этих поведений, необходимо разработать надежные и воспроизводимые поведенческие анализы. Предыдущие исследования поведения C. elegans использовали вариации «теста на падение», «анализ хемотаксиса» и «анализ на удерживание» для исследования реакции C. elegans на растворимые соединения. Способ, описанный в этой статье, направлен на объединение дополнительных преимуществ трех вышеупомянутых анализов. Вкратце, маленький круг в середине каждой аналитической пластины делится на четыре квадранта с поочередно расположенными контрольными и экспериментальными решениями. После добавления червей аналитические пластины загружают в поведенческую камеру, где камеры микроскопа записывают встречи червей с обработанными областями. Затем автоматизированный видеоанализ выполняетсяИ генерируется значение индекса предпочтения (PI) для каждого видео. Возможности сбора видео и автоматического анализа этого метода минимизируют участие экспериментатора и любые связанные с ним ошибки. Кроме того, минимальное количество экспериментального соединения используется для каждого анализа, а установка с несколькими камерами поведенческой камеры увеличивает экспериментальную пропускную способность. Этот метод особенно полезен для проведения поведенческих экранов генетических мутантов и новых химических соединений. Однако этот метод не подходит для изучения навигации по градиенту стимула из-за непосредственной близости областей управления и экспериментального решения. Он также не должен использоваться, когда доступно лишь небольшое количество червей. Несмотря на то, что он подходит для анализа ответов только на растворимые соединения в его нынешней форме, этот метод можно легко модифицировать с учетом мультимодального сенсорного взаимодействия и оптико-генетических исследований. Этот метод также может быть адаптирован для анализа хемосенсорных реакций других видов нематод. </р&gt;

На рис. 3А показаны значения индекса предпочтений, полученные для разных генотипов и пар обработки. Значение индекса предпочтения 1 указывает на сильное притяжение к решению, помещенному в экспериментальный ROI, в то время как значение индекса предпочтения -1 указывает на сильное отталкивание. Индекс предпочтения 0,02 был получен, когда буферный раствор M13 помещался как в контрольный, так и в экспериментальный ROI, демонстрируя отсутствие пространственного смещения в сторону ROI. Черви N2 сильно избегали ионов меди, что приводило к индексу предпочтений -0,67, что подтверждает предыдущие выводы о том, что ионы меди являются сильным репеллентом ( дополнительный фильм 1 ) 4 . Мутантов osm-3 , которые не имеют надлежащего образования дистальных сегментов сенсорных ресничек, показали значительно меньшее избегание ионов меди (PI = -0,19) 15 . Ocr-2 мутантов, которые являются<html> Fect во многих опосредованных ASH ноцицептивных ответах, включая предотвращение меди, также демонстрируют значительно уменьшенное избегание и даже некоторое умеренное притяжение к ионам меди (PI = 0,19) ( дополнительный фильм 2 ) 16 . На рисунке 3В показаны типичные графики заполнения червя, которые указывают на плотность червей в контроле по сравнению с экспериментальными коэффициентами рентабельности с течением времени в каждом видео. Чем темнее цвет области печати, тем больше количество червяков в ROI. Участок занятости для червей N2, обработанных буфером M13, показывает, что количество червей в обоих ROI остается одинаковым во всем анализе. Однако график заполнения для червей N2, обработанных ионами меди, указывает на то, что черви сильно и последовательно избегают экспериментальной ROI на протяжении всего анализа. Gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; Рисунок 1: Фото и схематическое представление дизайна камеры поведения. ( A ) Вид спереди установки поведенческой камеры (слева) и соответствующее схематическое изображение камеры (справа). Непрозрачные полиэфирные листы закрывают камеру на всех поверхностях, кроме нижней поверхности, которая пропускает свет через инфракрасную панель подсветки. Числа 1, 2 и 3 соответствуют слоям экструзии в (B). ( B ) Схема вид сверху слоев экструзии, содержащих каркас поведенческой камеры. Это включает в себя верхний слой (1), средний монтажный слой (2) крепления камеры и слой нижней ступени (3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a> <img alt="фигура 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; Рисунок 2: Шаблоны размещения решений и шаблонов выравнивания. ( A ) Шаблон размещения решения имеет четыре квадранта и маркеры выравнивания. Контрольный раствор помещается в верхний левый и нижний правый квадранты, тогда как экспериментальное решение помещается в верхние правые и нижние левые квадранты. ( B ) Шаблон выравнивания тарелки имеет только маркеры выравнивания номера, чтобы минимизировать окклюзию червей в поле зрения во время видеозаписи и анализа. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a> <img alt="Рисунок 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> Рисунок 3: Пример данных, собранных с использованием этого анализа. ( A ) значения индекса предпочтения (PI) для N2 дикого типа и мутантного C. elegans </e<html> М&gt; в ответ на буфер М13 и 10 мМ CuCl 2 . Черви N2 не показали предпочтения между контрольными и экспериментальными ROI, когда управляющий раствор M13 был помещен в оба ROI, но сильно избегал экспериментального ROI, когда в него были помещены ионы меди (PI = 0,02 и -0,67 соответственно). Мутанты osm-3 (p802) и ocr-2 (ak47) показали значительно меньшее избегание ионов меди по сравнению с N2 (PI = -0,1 и 0,2 соответственно). N = 6 анализов для каждого спаривания генотипа,&gt; 360 червей на анализ, полосы ошибок указывают ± 1 SEM, *** p &lt;0,001, односторонний ANOVA, за которым следует пост-часовой тест Tukey Honestly существенной разницы (HSD). ( B ) Типичные графики заполнения червя для червей N2 с буфером M13 в обоих ROI (верхних) и N2-червях с буфером M13 в контрольном ROI и ионах меди в экспериментальном ROI (внизу). Цветовая шкала ниже каждого графика занятости представляет количество пикселей червя.Pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка. Дополнительный фильм 1: Поведенческий ответ червей N2 на 10 мМ медного хлорида. Черви притягиваются к контрольным квадрантам буфером M13 (верхний левый и правый правый), но сильно избегают квадрантов, содержащих ионы меди, растворенные в буфере M13 (верхний правый и нижний левый). Видео записывалось со скоростью 1 кадр в секунду и ускорялось 15 раз. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">Нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.</a> Дополнительный фильм 2: Поведенческий ответ ocr-2 (ak47) Черви до 10 мМ Медный хлорид. Черви перемещаются примерно в равной степени как в квадрантах управления с буфером M13 (верхний левый и правый правый), так и в квадрантС ионами меди, растворенными в буфере M13 (верхний правый и нижний левый) на протяжении всей продолжительности записи. Мутанты проявляют небольшое предпочтение квадрантам, содержащим ионы меди в начале записи. Видео записывалось со скоростью 1 кадр в секунду и ускорялось 15 раз. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">Нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.</a> Дополнительные файлы: размещение решений и шаблоны выравнивания тарелок. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">Нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.</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

Мы представляем установку регистрации записи и протокол, который позволяет автоматизировать анализ нематод, предпочтение Caenorhabditis elegans для растворимых соединений в популяционном анализе. В этой статье описывается построение камеры поведения, протокола поведенческого анализа и использования программного обеспечения для анализа видео.

Автоматизированный анализ хемосенсорного предпочтения на основе нематод

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

Измерение лобно-лимбической деятельности, используя эмоциональном чудак Задача у детей с семейной высокий риск шизофрении

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

Жир предпочтения: Роман Модель пищевого поведения у крыс

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

Экспериментальная оценка мыши Общительность с помощью автоматизированной обработки изображений подход

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

Оценка кокаина индуцированных поведенческих сенсибилизации и условной площади Домашние у мышей

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

Протокол для сбора и анализа данных прикладной к автоматизированным мимические технологии анализа и временного анализа для сенсорной оценке

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

Автоматизированный быстрого итеративного негативные Geotaxis Assay для анализа поведения взрослых восхождение в модели дрозофилы нейродегенеративные

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

Восстановление поиска наркотиков у мышей с использованием парадигмы предпочтение кондиционером место

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

Автоматизированное, долгосрочное поведенческое Assay для когнитивных функций в нескольких моделей Генетические болезни Альцгеймера, используя 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

Протокол предпочтение кондиционером место для измерения инкубации тягу в крыс

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

Paw-Print Анализ контрастно-расширенных записей (PrAnCER): Низкая стоимость, открытый доступ Автоматизированная система анализа gait для оценки дефицита двигателя

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 ...