ここで時間と空間で高速かつ正確な温度変化を生成するプログラム可能な温度制御のアリーナを使用して温度変化でショウジョウバエの歩行のパフォーマンスを自動的に決定するためのプロトコルを提案する.
方法論記事
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ここで時間と空間で高速かつ正確な温度変化を生成するプログラム可能な温度制御のアリーナを使用して温度変化でショウジョウバエの歩行のパフォーマンスを自動的に決定するためのプロトコルを提案する.
温度は、種の配布および動作方法に影響を与えるユビキタス環境要因です。ショウジョウバエの種の生理的な耐性と適応性によると温度変化に対する具体的な応答があります。ショウジョウバエハエには、温度感知温度 ectotherms の処理の神経基盤を理解する基礎となっているシステムも所有しています。温度変化に個々 のはえの応答を探索する時間と空間の制御と高速高精度の温度変化を可能にする温度制御のアリーナをご紹介します。個々 のはえはアリーナに配置、設定を決定するのに同時に温度を反応規範を決定するまたは空間的分散温度で均一徐々 に増加など、事前にプログラムされた温度の課題にさらされています。個人は速度または位置の好みの定量化をできるように、自動的に追跡されます。このメソッドは、急速にショウジョウバエの温度性能曲線を決定する温度の大きい範囲または同じようなサイズの他の昆虫に応答を定量化する使用ことができます。さらに、温度の設定と変異体や野生型ハエの反応を数値化する遺伝学的研究のためこのそれを使用できます。このメソッドは、熱の種分化、適応と温度処理の背後にある神経のメカニズムの基礎を明らかに助けることができます。
温度が一定の環境要因の生物機能し、1を動作に影響を与えるです。緯度や高度の違いは、生物が、温度2,3への応答に対する進化的選択の結果にさらされている気候の種類の違いに します。4自分の特定の環境下でのパフォーマンスを最大化する形態学的、生理学的なおよび行動の適応によって異なる温度に応答する生物。例えば、ミバエショウジョウバエのさまざまな地域からの人口がある異なる温度の設定、本体サイズ、発達度、長寿、多産、歩行性能別温2 ,5,6,7。異なる起源のハエとの間観察された多様性は遺伝的変異とプラスチック遺伝子式8,9によって部分的に説明されます。同様に、さまざまな分野からショウジョウバエ種温度勾配の間で異なる配布し、極端な暑さと寒さテスト10、11,12に抵抗性の差異を表示します。
ショウジョウバエも最近温度知覚13,14,15,16,17の遺伝学的および神経の基礎を理解するための好みのモデルとなっています。成虫が温度を感知するアンテナの冷・温の周辺温度センサーと温度センサー脳13,14,,1516を通して広く、,17,18,19,20. 高温下に末梢受容器表現Gr28b.d16または発熱21周囲中冷たい受容器はBrivido14によって特徴付けられます。脳の温度はTrpA115を表現するニューロンによって処理されます。これらの経路の突然変異体の行動研究は温度の処理方法の私達の理解を改善しているし、さまざまな地域からショウジョウバエの個体数によって異なるメカニズムに洞察力を与えます。
ここで高速かつ正確な温度変化を生成する温度制御のアリーナをについて説明します。捜査済み人手を介さず標準化され、再現性のある温度を操作することができますこれらの変更プログラムできます。ハエは記録および実験の異なるフェーズでその位置と速度を決定するための特殊なソフトウェアを使用して追跡。このプロトコルで主な測定は各温度下での歩行速度である個々 の熱的適応性5を識別できる生理学的な性能の生態学的関連性の高いインデックス。温度受容体変異体と共にこの手法は細胞および生化学的レベルでの温度適応のメカニズムを明らかにすることができます。
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1. はえの食糧媒体の作製
2. ハエの準備
3. ライトのフレーム
4. 低温アリーナ
5. 温度行動実験
6. ビデオ追跡とデータ解析
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温度制御アリーナ (図 1 a) は温度はプログラマブル回路を個別に制御することができます銅の 3 つのタイルから成っています。各銅のタイルでは、プログラマブル回路にフィードバックを与える温度センサーを所有しています。回路は、各タイルの温度が上昇するため電源をアクティブにします。受動的な熱電変換素子は、一定の冷却ファンにより冷却ヒートシンクを提供しながら、所望の温度を維持するために一定に加熱要素として機能します。温度変化の大きさは、非線形の方法でプロセスの速度を決定します。2 の ° C の増加が必要なだけ 0.1 s、および 18 の ° C の増加が必要です 4 s。プログラマブル回路 (図 1) に接続されている画面各タイルの温度センサーで測定した温度のユーザーに通知します。銅のタイルは、常に周囲の半導体 (図 1 bと1 C) 50 ° C に加熱、アル...
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ここで私たちは、自動温度制御アリーナ (図 1) 時間と空間で正確な温度変化を生成するを発表しました。このメソッドを使用する (図 2および図 3) 温度の漸進的な増加を事前にプログラムだけでなく飛ぶアリーナの各タイルが加熱した動的温度課題にも個々 のショウジョウバエの露出異なる温度を独立して (図 4および図 5)。
温度制御されたアリーナは、加熱プロセスに革新的なアプローチを使用します。伝統的な方法で使用される熱電ペルチェ加熱要素を介してタイルの温度変化を作成する代わりに銅タイルと銅の質量を暖める温度制御アリーナを現在使用して、ハエは、上部に配置されます。銅の質量は、ファンに接続されているヒートシンク ブロックによって常に冷却されま...
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著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。
この作品に支えられ一部奨学金行動とフローニンゲン大学と国立ナシオナル デ サイエンス y メキシコからテクノロジー (CONACyT) から大学院奨学金の認知神経科学プログラムから付与されたアンドレアソト-padilla さん、Hedderik ・ ファン ・ レインとジャン-クリストフ ・ Billeter に与えられる時間の調査のためのジョン ・ テンプルトン財団からの助成金。FlyStepsラッカーの開発の彼の参加のためピーター ゲリット Bosma に感謝しております。
補足情報として、以下の一時、公開リンクでスクリプトTemperaturePhases、FlySteps、およびFlyStepAnalysisを見つけることができます。
https://dataverse.nl/privateurl.xhtml?token=c70159ad-4d92-443d-8946-974140d2cb78
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Arduino | Arduino | A000062 | ソフトウェアRUG |
| エレクトロニクスボード | Ruijsinkダイナミックエンジニアリング | FF-Main-02-2014 | |
| 電源ブースト | XP-パワー48。V 65 W | ECS65US48 | 53 ボルトに設定 |
| 電源タイル暖房 | XP-Power 15.V 80 W | VFT80US15 | |
| 電源冷却 | XP-Power 15.V 130 W | ECS130U515 | |
| ペルチェ素子 | マーローインダストリー | RC12-4 | 2 素子、制御された DC フィード |
| ヒートシンク | フィッシャーテクニック | LA 9/150-230V | 振動のために分離 |
| 温度センサー | 測定の専門分野 | MCD_10K3MCD1 マイクロサーミスタプローブ | |
| 銅ブロック/タイル | Ruijsink ダイナミックエンジニアリング | FF-CB-01-2014 | |
| Auminumリング | Ruijsinkダイナミックエンジニアリング | FF-RoF-02-2015 | |
| サ4104ホワイトテープ25 x 66 mm | RSコンポーネント | 111-2300 | 白色導電性テープ |
| 赤色LED | ラッキーライト | ll-583vc2c-v1-4da | 波長 625 nm、20 mAmp、6 V 温 |
| 白色LEDストリップ | Ledstripkoning | HQ-3528-SMD | 60 LEDs/メートル |
| スイッチ電源 | 汎用 | T-36-12 | |
| Logitech c920 | Logitech Europe S.A | PN960-001055 | |
| QuickTimeプレーヤー | アップルコンピュータ | 録音プログラム | |
| トラッキング解析ソフトウェア | R | パッケージ: pacman | |
| トラッキング解析ソフトウェア | MATLAB | ||
| サーマルイメージング | FLIR T400sc | ||
| グラフと統計ソフトウェア | グラフパッド プリズム | ||
| Sigmacote | Sigma-Aldrich | SL2-100ML | シリコン化剤 |
| フライ飼育ボトル | フライスタッフ | 32-130 | 6オンス ショウジョウバエストックボトル |
| フライパッド | フライスタッフ | 59-114 | |
| フライ飼育バイアル | ドミニク・ダッチャー | 789008 | ショウジョウバエチューブ 狭い 25x95 mm |
| インキュベーター | 三洋 | MIR-154 | |
| 磁気ホットプレート | ハイドルフ | 505-20000-00 | MR ヘイスタンダード |
| 寒天 | カルディック 成分B.V.さん | 010001.26.0 | |
| グルコース | Gezond&wel | 1019155 | デキストロース/Druivensuiker |
| ショ糖 | Van Gilse | ニュー糖 | |
| コーンミール | フライスタッフ | 62-100 | |
| 小麦胚芽 | Gezond&wel | 1017683 | |
| 大豆粉 | フライスタッフ | 62-115 | |
| 糖蜜 | フライスタッフ | 62-117 | |
| 活性ドライイースト | レッドスター | ||
| テゴセプト | フライスタッフ | 20-258 | 100% |
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