Une méthode d’imagerie basée sur un smartphone pour le test d’évitement de pelouse de C. elegans

Résumé

Cet article décrit une méthode simple et peu coûteuse d’enregistrement du comportement d’évitement de pelouse de Caenorhabditis elegans, en utilisant des éléments facilement disponibles tels qu’un smartphone et un boîtier lumineux à diodes électroluminescentes (LED). Nous fournissons également un script Python pour traiter le fichier vidéo dans un format plus propice au comptage.

Résumé

Lorsqu’il est exposé à des bactéries toxiques ou pathogènes, le nématode Caenorhabditis elegans affiche un comportement appris d’évitement de la pelouse, dans lequel les vers quittent progressivement leur source de nourriture et préfèrent rester à l’extérieur de la pelouse bactérienne. Le test est un moyen facile de tester la capacité des vers à détecter les signaux externes ou internes pour répondre correctement aux conditions nocives. Bien qu’il s’agisse d’un test simple, le comptage prend beaucoup de temps, en particulier avec plusieurs échantillons, et les durées de test qui s’étendent sur la nuit sont gênantes pour les chercheurs. Un système d’imagerie capable d’imager de nombreuses plaques sur une longue période est utile mais coûteux. Ici, nous décrivons une méthode d’imagerie basée sur un smartphone pour enregistrer l’évitement de pelouse chez C. elegans. La méthode ne nécessite qu’un smartphone et un boîtier lumineux à diodes électroluminescentes (LED) pour servir de source de lumière transmise. En utilisant des applications gratuites de caméra time-lapse, chaque téléphone peut imager jusqu’à six plaques, avec une netteté et un contraste suffisants pour compter manuellement les vers à l’extérieur de la pelouse. Les films résultants sont transformés en fichiers d’entrelacement audio-vidéo (AVI) de 10 s pour chaque point horaire horaire, puis recadrés pour montrer chaque plaque afin de les rendre plus faciles à compter. Cette méthode est un moyen rentable pour ceux qui cherchent à examiner les défauts d’évitement et peut potentiellement être étendue à d’autres tests de C. elegans.

Introduction

Parmi les nombreux avantages de l’étude de C. elegans, son système nerveux simple offre la possibilité d’étudier comment les changements au niveau génétique et cellulaire affectent la fonction du réseau et le rendement comportemental. Malgré un nombre limité de neurones, C. elegans présente un large éventail de comportements complexes. L’un d’eux est l’évitement de la pelouse, dans lequel le nématode bactériivore réagit à une source de nourriture nocive en quittant la pelouse bactérienne. C. elegans évite les pelouses de bactéries pathogènes ^1,2,3, les pelouses de bactéries qui produisent des t....

Protocole

1. Installation de l’appareil d’imagerie (Figure 1A-E)

1. Assurez-vous qu’un appareil photo de smartphone avec les exigences minimales suivantes est disponible :
   Appareil photo 12 mégapixels (MP)
   Résolution vidéo 1080p
   5 Go d’espace de stockage (la vidéo de 20 min est de 3 à 4 Go)
   Application vidéo time-lapse de la boutique d’applications (applications gratuites disponibles)
2. Placez le boîtier lumineux LED sur le rack inférieur de l’incubateur à 25 °C où le test aura lieu.
3. Pour masquer le motif en pointillés sur la surface lumineuse LED, étalez deux feuilles de moucho....

Résultats

La première vidéo produite par le script est à 1 h du début du test. La vidéo pendant 0 h n’est pas enregistrée, car les vers commencent le test à l’intérieur de la pelouse, de sorte que le taux d’occupation est toujours de 100%.

Les vers N2 de type sauvage sont comparés aux mutants npr-1, dont le défaut d’évitement de la pelouse est bien établi dans la littérature ^6,10 (Figure 3A-E

Discussion

L’imagerie du comportement des animaux, plutôt que de s’appuyer sur l’observation directe, est non seulement pratique, mais présente également l’avantage de laisser une documentation visuelle. Cela permet une analyse aveugle par une tierce personne objective, ou pourrait même être utilisé pour une analyse automatisée à l’aide de techniques de reconnaissance d’images. Malgré les avantages, l’équipement standard généralement offert est élevé en coût, de sorte que l’on s’engage à la configuration une fois acheté.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Boîte de Pétri 35 mm	SPL#	10035
Bacto agar	BD	#214010
Bacto Peptone	BD#	211677
CaCl2	DAEJUNG	2507-1400
Cholestérol	BioBasic	CD0122
Hydrogénophosphate dipotassique (K2HPO4)	JUNSEI	84120-0350
Glycérol	BioBasic	GB0232
King B Broth	MB cell	MB-K0827
Boîte lumineuse LED multi-pad	Artmate	N/A	Il s’agit d’un coussin lumineux LED alimenté par USB à des fins de traçage et de dessin. Artmate est une marque coréenne, mais la recherche de « Caisson lumineux LED pour le traçage » dans n’importe quel moteur de recherche devrait donner de nombreuses options d’autres marques. La dimension totale est d’environ 9 » x 12 » (format A4). Par exemple, depuis amazon US : https://www.amazon.com/LITENERGY-Ultra-Thin-Adjustable-Streaming-Stenciling/dp/B07H7FLJX1/ref=sr_1_5?crid=YMYU0VYY226R&keywords= LED %2Blight %2Bbox& qid=1674183224& sprefix =led %2Blight %2Bbo %2Caps %2C270& sr=8-5& th=1
MgSO4	DAEJUNG	5514-4400
Manchon en papier plastique (transparent)	Smead	#85753	N’importe quelle feuille de plastique transparent avec un peu de rigidité peut être utilisée comme scène. Par exemple, d’Amazon US : https://www.amazon.com/Smead-Organized-Translucent-Project-85753/dp/B07HJTRCT7/ref=psdc_1069554_t3_B09J48GXQ 8
Dihydrogénophosphate de potassium (KH2PO4)	JUNSEI	84185-0350
Multiprise  ;			Pour accueillir 3 téléphones et un boîtier LED, vous avez besoin d’au moins 4 prises.
Smartphone	N/A	N/A	Configuration minimale requise : Appareil photo large 12MP, enregistrement vidéo HD 1080p à 30fps
Chlorure de sodium (NaCl)	DAEJUNG	#7548-4100
Phosphate de sodium dibasique anhydre (Na2HPO4)	YAKURI#	31727