Hemos desarrollado un sistema de seguimiento de vídeo de tasa microscopio que puede registrar y cuantificar C. elegans Comportamiento a alta resolución y alta velocidad. También se han desarrollado métodos computacionales para reducir la dimensionalidad de las imágenes de gusano a un conjunto fundamental de mediciones que describen completamente la forma del gusano.
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Artículo de método
C. elegans Seguimiento y Medición del Comportamiento
En este artículo
Resumen
Resumen
Hemos desarrollado técnicas de instrumentación, procesamiento de imágenes, y los datos de análisis para cuantificar el comportamiento locomotor de C. elegans como se arrastra sobre la superficie de una placa de agar. Para el estudio de la base genética, bioquímica, y neuronal de la conducta, C. elegans es un organismo ideal, ya que es genéticamente tratable, susceptible de microscopía, y muestra una serie de comportamientos complejos, incluidos los taxis, el aprendizaje y la interacción social 1,2. El análisis del comportamiento basado en el seguimiento de los movimientos de los gusanos que se arrastran sobre placas de agar han sido particularmente útiles en el estudio del comportamiento sensorial 3, 4 locomoción, y fenotipificación generales mutacional 5. Nuestro sistema funciona moviendo el sistema de cámara e iluminación como los gusanos se arrastra en una placa de agar estacionaria, que asegura que no se estímulo mecánico se transmite al gusano. Nuestro sistema de seguimiento es fácil de usar e incluye una función de calibración semi-automática. Un challenge de todos los sistemas de vídeo de seguimiento es que genera una enorme cantidad de datos que es intrínsecamente alta dimensional. Nuestro procesamiento de imágenes y programas de análisis de datos de resolver este problema mediante la reducción de la forma de gusanos en un conjunto de componentes independientes, que comprensiblemente reconstruir el comportamiento gusanos como una función de solamente dimensiones 3-4 6,7. Como un ejemplo del proceso se muestra que el gusano entra y sale de su estado de revocación de una manera específica de fase.
Protocolo
1. Descripción de Microscopio de seguimiento
- Una placa de agar es iluminado por una fuente de luz de fibra y con imágenes de una cámara. Este sistema está montado en una X, Y etapa de traducción.
- La etapa se desplaza por estándar de motores paso a paso, que están conectados a un controlador de motor paso a paso.
- El controlador y la cámara están conectados al ordenador y controlados por programas personalizados escritos en LabVIEW.
- La cámara de las imágenes de la superficie de una placa de agar e identifica objetos oscuros sobre un fondo claro.
- La calidad de la imagen se ajusta de modo que el programa de ordenador pue....
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Resultados
Ejemplo: Al forrajear, C. elegans transiciones de marcha adelante a marcha atrás, a menudo realizando una reorientación (giro omega) antes de volver al estado de movimiento hacia adelante. La cuantificación de esta transición es importante para entender los patrones de alimentación de los movimientos y también en el control motor del gusano. El poder para revelar los detalles sutiles de comportamiento locomoción puede ser visto usando nuestro dispositivo rastreador.
Como ejemplo, po.......
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Discusión
El estudio de la locomoción y el comportamiento natural requiere técnicas no invasivas de seguimiento en pareja con las técnicas de reducción de datos. Aquí hemos demostrado un fácil utilizar el sistema de rastreo que registra imágenes detalladas de C. elegans comportamiento, ya que se arrastra sobre la superficie de una placa de agar. La cantidad de información contenida en estas imágenes es muy amplio y alto-dimensional, por lo que también han desarrollado métodos para reducir la dimensionalidad de los datos .......
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Divulgaciones
No hay conflictos de interés declarado.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Nombre de la parte | Empresa | Número de catálogo | Comentarios (opcional) |
| CCD cámara | Basler | A601f | |
| Lente | Edmund Optics | MMS serie | |
| Fibra de iluminación | Dolan Jenner | DC-950H | |
| Traducción etapa | Deltron | LS3-4 | |
| Motor paso a paso | EE.UU. digitales | MS23C | |
| Stepper motor de accionamiento | Geco | G201 | |
| Control de motor paso a paso | SimpleStep | SSXYZ | |
| Todo el código de programación está disponible. Por favor, envíe un correo electrónico a petición del autor correspondiente. |
Referencias
- Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77 (1), 71-79 (1974).
- de Bono, M., Maricq, A. V. Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans. Annu. Rev. Neurosci. (28), 451-501 (2005).
- Pierce-Shimomura, J. T., Morse, T. M., Lockery, S. R.
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Reimpresiones y permisos
