Name: comparative analysis of experimental methods to quantify animal activity in caenorhabditis elegans models of mitochondrial disease
Uploaded: 2021-04-04T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease at JoVE.com

ونحن ممتنون لأنتوني روزنر، دكتوراه، بدعمه التنظيمي للتحضير المبكر لهذا المشروع، وإيرين هاوس للمساهمة في تحليل البروتوكول. تم تمويل هذا العمل من قبل صندوق جولييت لأبحاث أمراض الميتوكوندريا علاج FBXL4، وصندوق أبحاث جاكسون فلينت C12ORF65، والمعاهد الوطنية للصحة (R01-GM120762، R01-GM120762-08S1، R35-GM134863، و T32-NS007413). المحتوى هو مسؤولية المؤلفين فقط ولا يمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية للممولين أو المعاهد الوطنية للصحة.

1. دودة تحليل النشاط الحركي في وسائل الإعلام السائلة على الشرائح الزجاجية باستخدام برنامج ZebraLab
<ol><li>نمو النيماتودا والتعامل معها<ol>
<li>تنمو C. elegans على لوحات بيتري التي تحتوي على وسائل الإعلام نمو النيماتودا (NGM) وانتشرت مع Escherichia القولونية OP50 كمصدر للغذاء. الحفاظ على ثقافة الدودة ع...

هنا، لخصت الدراسة معلومات مفصلة والأساس المنطقي لدراسة النشاط العصبي العضلي C. elegans على مستوى النتائج المتنوعة، بما في ذلك سحق الديدان، والحركة، وضخ البلعوم، وchemocis. أجريت مقارنة 16 منهجية مختلفة لتحليل النشاط من حيث الإنتاجية النسبية والمزايا والقيود المفروضة على أنشطة النيماتودا ال...

ومن المسلم به على نطاق واسع Caenorhabiditis elegans كنموذج بارز في علم الأعصاب على أساس وجود 302 الخلايا العصبية التي تنسق جميع السلوكيات دودة, بما في ذلك التزاوج, تغذية, وضع البيض, التغوط, السباحة, والحركة على وسائل الإعلام الصلبة1. وتستخدم هذه الديدان الخيطية hermaphroditic أيضا على نطاق واسع لفهم مجموعة واسعة من آليات الأمراض البشرية، التي جعلت من الممكن من قبل الجينوم لها تتميز جيدا والهوولوجيا عالية من الجينات ~ 80٪ بين C. elegans والبشر2،3،4. وقد استخدمت منذ فترة طويلة C. elegans لاستجواب مرض الميتوكوندريا البشري5,6,7,8,9,10, وهو مجموعة غير متجانسة وراثيا للغاية و phenotypically من الاضطرابات الأيضية الموروثة التي تشترك في ضعف القدرة على توليد الطاقة الخلوية وغالبا ما تكون موجودة سريريا مع ضعف كبير في الوظائف العصبية والعضلية, ممارسة التعصب, والتعب11 ،12،13،14. وتحقيقا لهذه الغاية، فإن استخدام نماذج C. elegans يمكن النمذجة قبل السريرية للجوانب الكمية للنشاط الحيواني والوظيفة العصبية العضلية في أنواع فرعية وراثية مختلفة من مرض الميتوكوندريا، فضلا عن استجابتها للعلاجات المرشحة التي قد تحسن وظيفتها العصبية والعضلية والنشاط العام.
النشاط العصبي العضلي في C. elegans قابل للقياس موضوعيا من خلال مجموعة من المنهجيات التجريبية ، بما في ذلك النهج اليدوية وشبه الآلية التي تسمح بإجراء تحليلات وظيفية في الوسائط الصلبة أو السائلة (الجدول 1)1،15. وقد ثبت كمية دقيقة من النشاط C. elegans المهم لتمكين الاكتشافات المتعلقة وظيفة وتطوير الجهاز العضلي والعصبي16،17،18. تلخص هذه الدراسة وتقارن المتطلبات التجريبية والمزايا والقيود المفروضة على 17 مقايسة مختلفة يمكن إجراؤها في مختبرات الأبحاث لتقييم الوظيفة والنشاط العصبي العضلي على أربع نتائج رئيسية في نماذج أمراض C. elegans ، سواء عند خط الأساس في مجموعة من مراحل النمو والأعمار وكذلك استجابة للعلاجات المرشحة (الجدول 1 ). في الواقع ، تقدم الدراسة لمحة عامة مفصلة عن مجموعة من النهج التجريبية المتاحة لتوصيف معدلات سحق C. elegans (الانحناءات الجسم في الدقيقة الواحدة) ، والنشاط الحركي ، والضخ البلعومي ، وchemtaxis في كل حالة تحديد المنهجية التجريبية والتحليلية المستخدمة ، ومزايا وقيود كل طريقة ، والمعدات والبرمجيات اللازمة لأداء وتحليل كل المقايسة ، وقدرة الإنتاجية لكل طريقة لدعم استخدامها لأغراض فحص وراثية أو أدوية عالية الإنتاجية. توصف قدرة الإنتاجية لكل مقايسة بأنها منخفضة أو متوسطة أو عالية استنادا إلى تعقيد البروتوكول التجريبي ، بما في ذلك صيانة الدودة ، ووقت المعالجة ، واستخدام لوحات أحادية أو متعددة الآبار ، و / أو وقت المجرب اللازم لإكمال الإعداد التجريبي وتحليل البيانات.
التحليلات اليدوية لسحق19، النشاط الحركي20، ضخ البلعوم17،21، وchemocis22،23 هي منهجيات راسخة لتقييم نشاط الدودة التي تتطلب منظار مجسم24. في حين أن قياس نشاط سحق الديدان يتطلب تحليلا في الوسائط السائلة لتحديد وتيرة الانحناءات الجسم في الدقيقة الواحدة، يمكن قياس النشاط الحركي دودة إما على وسائل الإعلام الصلبة أو في وسائل الإعلام السائلة. ومع ذلك، فإن التحليلات اليدوية لنشاط الدودة الفردية تستغرق بطبيعتها وقتا طويلا وتنطوي على تحيز لا يمكن تجنبه من قبل المستخدم. أتمتة تحليلات نشاط الفيروس المتنقل يقلل من التحيز الذي يولده المستخدم ويمكن أن يزيد بشكل كبير من الإنتاجية التجريبية25. يمكن تحليل تسجيلات الفيديو لنشاط سحق دودة في وسائل الإعلام السائلة باستخدام wrMTrck ، وهو البرنامج المساعد ImageJ26. ومع ذلك ، فإن الإعدادات التجريبية الأصلية التي تم تطويرها لwrMTrck حدت من فائدتها ، لأن الكثير من الديدان في قطرة سائلة واحدة أدت إلى تداخل الديدان التي جعلت التتبع الدقيق صعبا. في حين تم حل هذا القيد التجريبي27، فإن طريقة wrMTrck غير قادرة على دعم الفحص عالي الإنتاجية.
توجد مجموعة من الطرق لقياس النشاط الحركي للديدان عند خط الأساس واستجابة للعلاجات المرشحة في نماذج مرض الميتوكوندريا C. elegans. وتشمل هذه ZebraLab (ViewPoint علوم الحياة), تيربسي تعقب28, واسعة مجال الرؤية منصة تتبع النيماتودا (WF-NTP)29, WormMotel, WormWatcher30, WormLab31, إنفينيتي تشيب32, وWMicrotracker واحد33 (الجدول 1). وتتيح هذه الأساليب التحليل المتزامن للحركة في سلالات أو حالات دودة متعددة، عادة على لوحات متعددة الآبار، مما يدعم تطبيقات فحص الأدوية ذات الإنتاجية العالية. وبعض هذه الأساليب لها اعتبارات فريدة قد تحد من فائدتها العامة أو تعززها، مثل الحاجة إلى معدات باهظة الثمن مقابل برمجيات الوصول المفتوح، وسهولة متفاوتة في تنفيذ البروتوكولات التجريبية. وعموما، لا يوجد نظام تجريبي واحد أو بروتوكول مناسب بشكل مثالي لجميع تجارب النشاط الحركي C. elegans. بل من المهم أن تختار بعناية الطريقة الأنسب للأهداف والمتطلبات التجريبية للمحقق المحدد.
يمثل ضخ البلعوم نتيجة هامة أخرى لتقييم النشاط العصبي العضلي في C. elegans. يتكون البلعوم C. elegans من 20 خلايا العضلات, 20 الخلايا العصبية, و 20 الخلايا الأخرى التي تمكن ابتلاع الإشريكية القولونية (E. coli) في الطرف الأمامي من الجهاز الهضمي للدودة34,35,36. وقد تم إنشاء عدة طرق يدوية لتحديد معدلات ضخ البلعوم17،21،37،38. وتستند معظم الأساليب على استخدام مجسم وكاميرا لتصور وتسجيل تردد ضخ البلعوم مع العد المباشر من قبل المراقب التجريبي21. تحليل معدل الضخ البلعومي الآلي ممكن من خلال إجراء تسجيل خارج الخلية يطلق عليه مخطط كهربية (EPG) ، والذي يوفر معلومات إضافية عن مدة كل مضخة39. تحليل معدل الضخ البلعومي ممكن أيضا في نظام microfluidic ، WormSpa ، حيث يتم احتجاز الديدان الفردية في الغرف40،41. وهناك طريقة تجارية متاحة لتسهيل تحليل معدل مضخة البلعوم هو نظام ScreenChip (InVivo Biosystems) ، الذي يقيس ويتصور ويحلل الجوانب العصبية والعضلية لسلوك التغذية في دودة واحدة معطلة في رقاقة مخصصة. ويمكن استخدام هذا النهج الكمية ضخ البلعوم لتقييم كل من الاستجابات العصبية والفسيولوجية للأدوية, الشيخوخة, وغيرها من العوامل42,43,44,45.
يصف Chemotaxis حركة C. elegans استجابة لرائحة وضعت بعيدا عن الديدان في منطقة محددة من وسائل الإعلام نمو النيماتودا (NGM) لوحة. تقييم الاستجابة chemotaxis يوفر مقياسا متكاملا للنشاط العصبي العصبي العصبي العصبي العضلي الدودة التي يمكن قياسها من خلال مراقبة وقياس المسافة المادية التي قطعتها الديدان نحو الرائحة في فترة زمنية محددة46. تعقب الديدان المتعددة هو طريقة تلقائية يمكن استخدامها لتحسين الكفاءة التجريبية لتحديد المسافة التي قطعتها الديدان نحو الجذاب أو منطارد 47.
هنا، يتم وصف البروتوكول التفصيلي ل طريقتين جديدتين شبه آليتين تم إنشاؤهما لقياس نشاط الدودة كميا. النهج الأول يستخدم ZebraLab البرمجيات التجارية التي وضعت أصلا لدراسة نشاط السباحة من دانيو rerio (حمار وحشي), لتطبيق رواية متوسطة الإنتاجية لتحديد النشاط الحركي العام في وسائل الإعلام السائلة من C. elegans على أساس التغيرات بكسل أثناء الحركة (الجدول 1, الشكل 1). يتم الحصول على إخراج البيانات بسرعة من عدد كبير من الشروط والعينات المتزامنة التي تم تحليلها على شريحة زجاجية ، على الرغم من أن هذه الطريقة ليست مناسبة لتنسيق لوحة متعددة الآبار. النهج الثاني هو التكيف رواية منهجية WormScan48،49 ( الشكل2) ، والذي يستخدم ماسح ضوئي مسطح لخلق صورة تفاضلية من اثنين من عمليات المسح المتتالية التي يمكن استخدامها بشكل متنوع مع البرمجيات مفتوحة المصدر لتمكين التحليل الكمي شبه الآلي للنتائج الفسيولوجية المتكاملة مثل البراز والبقاء على قيد الحياة. هنا ، تم تطوير تكييف جديد عالي الإنتاجية لمنهجية WormScan لتحديد النشاط الحركي للديدان في الوسائط السائلة في مجموعات من خمسة عشر دودة من المرحلة الرابعة (L4) من اليرقات لكل بئر من لوحة مسطحة القاع ذات 96 بئرا. يمكن تكييف هذه المنهجية WormScan شبه الآلية والمنخفضة التكلفة بسهولة مع شاشات الأدوية عالية الإنتاجية ، وكذلك لتحليل المراحل الحيوانية المختلفةوالأعمار 48،49.
هنا، بروتوكول وفعالية تحليل النشاط الحركي C. elegans باستخدام كل من ZebraLab وWormScan أساليب شبه الآلي هو موضح في نموذج C. elegans راسخة لمرض الميتوكوندريا المعقدة I، الغاز-1(fc21). gas-1 (K09A9.5 جين) هو تقويم العظام من NDUFS2 الإنسان (NADH: ubiquinone oxidoreductase الأساسية (بروتين الحديد والكبريت) وحدة فرعية 2) (الشكل 3). C. elegans gas-1(fc21) سلالة متحولة يحمل طفرة missense p.R290K homozygous في تقويم العظام البشري من NDUFS250, مما تسبب في انخفاض كبير في البراز والعمر, ضعف الفوسفور التأكسدي سلسلة الجهاز التنفسي (OXPHOS) قدرة51, فضلا عن انخفاض كتلة الميتوكوندريا وإمكانات الغشاء معزيادةالإجهاد التأكسدي 5,8 . على الرغم من استخدامه الراسخ على مدى العقدين الماضيين لدراسة مرض الميتوكوندريا ، لم يتم الإبلاغ عن النشاط الحركي للغاز -1(fc21)المسوخ من قبل. هنا، تم تطبيق ZebraLab وWormScan أساليب لتحديد النشاط الحركي بشكل مستقل من الغاز-1(fc21)بالمقارنة مع البرية نوع (WT، N2 بريستول) الديدان، سواء كوسيلة للتحقق من صحة الأساليب وكذلك لإثبات فائدتها المقارنة وكفاءة البروتوكولات التجريبية وتحليلات المعلوماتية. سمح برنامج ZebraLab بكمية سريعة للعديد من الحالات المتزامنة للنشاط الحركي للديدان في نماذج مرض الميتوكوندريا C. elegans ، مع إمكانية التطبيق لفحص الأدوية المستهدفة أو دراسات التحقق من الصحة. تحليل WormScan ، على وجه الخصوص ، مناسب تماما لتمكين شاشات الأدوية عالية الإنتاجية للمكتبات المركبة وتحديد أولويات الخيوط التي تحسن وظيفة الأعصاب العضلية الحيوانية والنشاط الحركي في نماذج C. elegans قبل السريرية لمرض الميتوكوندريا الأولي.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>C. elegans wild isolate</td>
			<td>&#160;Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td>N2 Bristol</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>DP73</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gas-1(fc-21)</td>
			<td>CGC</td>
			<td>CW152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope slides</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>4951PLUS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nematode Growth Medium (NGM)</td>
			<td>Research Products International Corp.</td>
			<td>N81800-1000.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OP50 Escherichia coli</td>
			<td>CGC</td>
			<td></td>
			<td>Uracil auxotroph E. coli strain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes (60 mm)</td>
			<td>&#160;VWR international</td>
			<td>25373-085</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S. Basal</td>
			<td>VWR 5.85 g NaCl, 1 g K2 HPO4, 6 g KH2PO4, and 5 mg cholesterol, in 1 l H2O</td>
			<td>VWR 101175-162, 103467-156, EM1.09828.1000, 97061-660</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanner</td>
			<td>EPSON</td>
			<td>V800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>MVX10 microscope</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well flat bottom</td>
			<td>&#160;VWR international</td>
			<td>29442-056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WormScan software</td>
			<td>Mathew et al. 45</td>
			<td>S1 Standalone Java platform</td>
			<td>Software for automation of difference image of scanned plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZebraLab software</td>
			<td>ViewPoint</td>
			<td></td>
			<td>Software for automated quantization and tracking of zebrafish behavior, designed by ViewPoint (http://www.viewpoint.fr/en/p/software/zebralab-zebrafish-behavior-screening) and here applied to C. elegans. This system is applicable for high-throughput behavioral analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

comparative analysis of experimental methods to quantify animal activity in caenorhabditis elegans models of mitochondrial disease

ومن المسلم به على نطاق واسع Caenorhabditis elegans لمرفقه المركزي كنموذج حيواني ترجمي لاستجواب بكفاءة آليات وعلاجات الأمراض البشرية المتنوعة. الديدان هي مناسبة بشكل خاص للشاشات الوراثية والأدوية عالية الإنتاجية للحصول على نظرة أعمق في الأهداف والعلاجات العلاجية من خلال استغلال دورة التنمية السريعة ، وحجم الحضنة الكبيرة ، والعمر القصير ، والشفافية المجهرية ، وانخفاض تكاليف الصيانة ، ومجموعة قوية من الأدوات الجينية ، والمستودعات المتحولة ، والمنهجيات التجريبية لاستجواب كل من فيزيولوجيا الجسم الحي والفيفو السابق. يمثل النشاط الحركي للديدان النمط الظاهري ذي الصلة بشكل خاص والذي غالبا ما يضعف في مرض الميتوكوندريا ، وهو غير متجانس للغاية في الأسباب والمظاهر ولكنه يشترك بشكل جماعي في قدرة ضعيفة على إنتاج الطاقة الخلوية. في حين يمكن استخدام مجموعة من المنهجيات المختلفة لاستجواب سلوك الدودة ، فإن هذه تختلف اختلافا كبيرا في التكاليف التجريبية والتعقيد والفائدة للشاشات الجينومية أو الدوائية عالية الإنتاجية. هنا، تمت مقارنة الإنتاجية النسبية، والمزايا، والقيود المفروضة على 16 منهجية مختلفة لتحليل النشاط التي تحدد حركة النيماتودا، والضرب، والضخ البلعومي، و / أو chemotaxis في الديدان المفردة أو مجموعات الديدان من C. elegans في مراحل مختلفة، والأعمار، والمدد التجريبية. وقد تم عرض بروتوكولات مفصلة لطرق شبه آلية لقياس النشاط الحركي النيماتودا التي تمثل تطبيقات جديدة لأدوات البرمجيات المتاحة، وهما ZebraLab (نهج متوسط الإنتاجية) وWormScan (نهج عالي الإنتاجية). أظهرت البيانات من تطبيق هذه الطرق درجات مماثلة من انخفاض النشاط الحيواني وقعت في مرحلة L4 اليرقات، وتقدم في اليوم 1 البالغين، في الميتوكوندريا المعقدة I المرض (الغاز-1(fc21)) الديدان المتحولة بالنسبة إلى البرية من نوع (N2 بريستول) C. elegans. هذه البيانات تؤكد فائدة لهذه التطبيقات الجديدة من استخدام ZebraLab أو WormScan أدوات البرمجيات لقياس النشاط الحركي دودة بكفاءة وموضوعية، مع قدرة متغيرة لدعم فحص المخدرات عالية الإنتاجية على سلوك دودة في نماذج الحيوانات قبل السريرية من مرض الميتوكوندريا.

تحليل النشاط الحركي C. elegans في وسائل الإعلام السائلة يمكن بسهولة التقاط النمط الظاهري المتكامل لنماذج دودة مرض الميتوكوندريا التي قد لا تكون قابلة للقياس الكمي بسهولة على وسائل الإعلام الصلبة. تم استخدام ZebraLab لقياس النشاط الحركي لمجمع الميتوكوندريا الراسخ I مرض الغاز-1(fc21)سل...

Watch this Scientific Journal Video about Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease at JoVE.com

Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease

تقدم هذه الدراسة بروتوكولات لنهجين شبه آليين لتحليل النشاط الحركي في C. elegans complex I disease gas-1(fc21) worms ، وهما ZebraLab (وهو مقايسة متوسطة الإنتاجية) وWormScan (وهو مقايسة عالية الإنتاجية) وتوفر تحليلا مقارنا بين مجموعة واسعة من طرق البحث لتحديد سلوك النيماتودا والوظيفة العصبية العضلية المتكاملة.

تحليل مقارن للطرق التجريبية لقياس النشاط الحيواني في نماذج Elegans Caenorhabditis من مرض الميتوكوندريا

Caenorhabditis elegans is widely recognized for its central utility as a translational animal model to efficiently interrogate mechanisms and therapies of ...

يستخدم هذا البروتوكول اثنين من المقايسات شبه الموتومة المختلفة لقياس النشاط الحركي C.elegans بسرعة في الوسط السائل ، ولديه القدرة على تطبيقه لفحص الأدوية في نماذج مرض C.elegans. المزايا الرئيسية لهذين التقنيتين هي سهولة استخدامها وسهولة استنساخها. كلا التقنيتين لديها القدرة على تقييم آثار المخدرات على سلوك دودة مع الإنتاجية المتغيرة.هذه المقايسات الحركة مفيدة لتقييم النشاط الحركي لنماذج مرض الميتوكوندريا C.elegans التي يضعف فيها النظام العصبي العضلي للحيوانات. لتحليل النشاط الحركي C.elegans في الوسط السائل على الشرائح الزجاجية بعد مزامنة التحكم في سلالات الديدان المتحولة على لوحات NGM مع وبدون علاجات المخدرات التي تهم مرحلة L4 ، استخدم اختيار دودة ومنظار مجسم لاختيار خمس ديدان لكل سلالة وحالة في قطرات فردية 20 ميكرولتر من محلول S.basal على شريحة زجاجية. إضافة الديدان من نفس الحالة التجريبية من لوحات NGM مختلفة إلى قطرات متعددة على نفس الشريحة للحصول على تكرارات تقنية متعددة.عندما يتم جمع جميع الديدان ، اسمح للحيوانات بالتأقلم على الشريحة لمدة دقيقة واحدة في درجة حرارة الغرفة قبل تسجيل نشاط السباحة الديدان في كل قطرة لمدة دقيقة واحدة بمعدل 15 إطارا في الثانية لكل قطرة. لتحليل النشاط الحركي المسجل C.elegans باستخدام برنامج ZebraLab ، استخدم خيار ZEBRALAB AVI لتحميل مقاطع الفيديو إلى البرنامج. انقر فوق الخيار تحديد كمية مع ملفات AVI.لإنشاء بروتوكول جديد، حدد المعلمات ومعلمات البروتوكول والوقت، ثم قم بتعيين مدة التجربة إلى دقيقة واحدة. حدد "لا سلة زمنية" ثم قم بإلغاء تحديد "فترة التكامل" وفقا لإخراج البيانات المطلوب وحدد ملف وفتح فيلم لتحميل كل ملف فيديو مسجل مسبقا. لبناء منطقة واحدة من الكشف، استخدم أداة الدائرة لإنشاء منطقة حول قطرة السائل بأكملها التي تقع فيها الديدان.سيتم الكشف عن نشاط جميع الديدان داخل المنطقة المحددة. للإشارة إلى المسافة للمعايرة، ارسم خطا أفقيا من اليسار إلى يمين منطقة الفيديو وحدد معايرة ورسم وتطبيق على المجموعة. للسماح بالكشف عن كافة سلالات فيروس C.elegans المختلفة التي سيتم تحليلها، قم بإلغاء تحديد رمز المنطقة وضبط حساسية الكشف في عتبة النشاط.لتصور المسارات التي صنعتها الحيوانات أثناء إجراء تحليل النشاط، قم بتعيين مقياس العرض إلى 70 وحدد تطبيق على المجموعة. لتحليل مقاطع الفيديو، انقر فوق تشغيل، وحدد التجربة، وتنفيذ لإدخال اسم ملف للفيديو. بعد الحفظ، ستظهر نافذة تسألك عما إذا كنت تريد تحليل الفيديو بأقصى سرعة للكمبيوتر.انقر فوق نعم. سيتم فتح إطار التجربة قيد التشغيل. انقر فوق ابدأ.عند اكتمال تحليل التسجيل، انقر فوق التجربة وتوقف لحفظ النشاط الذي تم تحليله في القطيرات في جدول بيانات. لتحليل النشاط الحركي C.elegans في الوسط السائل في شكل لوحة 96 جيدا، عندما وصلت الديدان إلى مرحلة L4، إضافة 50 ميكرولتر من وزن 2٪ لكل حجم من E.coli OP50 والمتوسطة S.basal إلى كل بئر من لوحة صغيرة صافية 96 جيدا أسفل شقة. استخدم المنظار المجسم لاختيار 15 دودة متزامنة يدويا لكل بئر من لوحة 96 بئرا والسماح للديدان بالتأقلم لمدة 20 دقيقة.في نهاية فترة التأقلم، استخدم ماسحا ضوئيا مسطحا قياسيا لمسح كل لوحة صغيرة مرتين بأقل من 10 ثوان بين عمليات المسح الضوئي لتحليل عمليات المسح الضوئي، واستخدام برنامج مفتوح المصدر لمحاذاة المسحين التسلسليين والحصول على بيانات تغيير البكسل بين الصورتين ودرجة فحص الدودة النسبية لتحديد التغييرات في الاستجابة الحركية استنادا إلى كثافة الضوء التي ينتجها الماسح الضوئي عند تعيينها إلى بكسل عتبة خمسة. في هذا التحليل للنشاط الحركي C.elegans في قطرة واحدة من الوسط السائل ، أظهرت ديدان الأمراض المعقدة الميتوكوندريا I انخفاضا كبيرا بنسبة 38٪ في نشاطها الحركي في مرحلة L4 مقارنة بالديدان البرية. وبالمثل، أظهر تحليل مسح الديدان لنفس المجموعات السكانية انخفاضا كبيرا في النشاط الحركي للديدان نموذج المرض المرحلة L4 مقارنة مع N2 بريستول الديدان البرية من نوع.ولوحظ أيضا فقدان نشاط القاطرة هذا في يوم الكبار مرحلة واحدة الميتوكوندريا المعقدة I الديدان المرض كما تم تقييمها من خلال تحليل مسح دودة. من الضروري أن نتذكر أن استخدام العدد الصحيح من الديدان عند إعداد كل المقايسة. بعد هذا الإجراء، يقوم مختبرنا في كثير من الأحيان بفحص المخدرات.وتستخدم هاتان التقنيتان في مختبرنا لتقييم آثار الأدوية ذات الأهمية على نشاط الديدان في النماذج الحيوانية قبل السريرية لمرض الميتوكوندريا.

Research

JoVE Journal

Behavior

Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease

Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease

تقييم حسي حركي وظيفة في نماذج الماوس من مرض باركنسون

Sensitive and  reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of  potential therapeutic treatments in preclinical trials for many  ...

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

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

قياس النشاط الجبهي الحوفي باستخدام العاطفي غريب الاطوار العمل في الأطفال الذين يعانون من مخاطر عالية العائلي لمرض الفصام

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

A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

طريقة حسابية لقياس النشاط الإيقاعية يطير

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

Swimming Induced Paralysis to Assess Dopamine Signaling in Caenorhabditis elegans

Swimming Induced Paralysis to Assess Dopamine Signaling in Caenorhabditis elegans

الشلل الناجم عن السباحة "تقييم إشارات الدوبامين" في ايليجانس كاينورهابديتيس

The swimming assay described in this protocol is a valid tool to identify proteins regulating the dopaminergic synapses. Similar to mammals, dopamine (DA) ...

Use of a Wireless Video-EEG System to Monitor Epileptiform Discharges Following Lateral Fluid-Percussion Induced Traumatic Brain Injury

استخدام نظام فيديو-EEG لاسلكي لمراقبة إفرازات Epileptiform بعد السوائل الجانبية الإيقاع الناجم عن إصابات الدماغ الصدمة

The lateral fluid percussion injury (FPI) model is well established and has been used to study TBI and post-traumatic epilepsy (PTE). However, ...

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

تحليل مشية منخفضة التكلفة للنمط الفينومابي لنماذج الماوس من الأمراض العصبية العضلية

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...

Sampling and Analysis of Animal Scent Signals

أخذ العينات وتحليل إشارات رائحة الحيوان

We have developed an effective methodology for sampling and analysis of odor signals, by using headspace solid-phase microextraction coupled with gas ...

Calcium Imaging in Freely Behaving Caenorhabditis elegans with Well-Controlled, Nonlocalized Vibration

Calcium Imaging in Freely Behaving Caenorhabditis elegans with Well-Controlled, Nonlocalized Vibration

تصوير الكالسيوم في سلوك حر Caenorhabditis elegans مع اهتزاز غير موضعي يتم التحكم فيه بشكل جيد

Nonlocalized mechanical forces, such as vibrations and acoustic waves, influence a wide variety of biological processes from development to homeostasis. ...

Generating Acute and Chronic Experimental Models of Motor Tic Expression in Rats

توليد نماذج تجريبية حادة ومزمنة للتعبير الحركي في الفئران

Motor tics are sudden, rapid, recurrent movements that are the key symptoms of Tourette syndrome and other tic disorders. The pathophysiology of tic ...