Name: 生物医学・バイオエンジニアリング研究のためのタコ生態系の確立 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-09-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: 学ぶタコの飼育環境構築と日常管理の手法。水槽の設置、水質モニタリング、餌用エビタンクの確立など、生物医学研究のためのタコ維持管理の実践的ガイドを提供します。

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この作品は、NIH UF1NS115817(G.P.)によってサポートされました。G.P.は、NIH助成金R01NS072171およびR01NS098231によって部分的にサポートされています。Xerraイメージングプラットフォーム上のデータ収集と視覚化に関する支援とサポートを行ってくれたことを、Emit Imagingのパトリック・ザクゼウキとモハメド・ファルフードに感謝します。MSUはブルカー・バイオスピンと研究契約を結んでいます。

すべての著者は利益相反を宣言しません。

システムセットアップ: 水槽の生態系は、水のフィルタリングと酸素化の機械的および生物学的方法の両方が採用されている方法で開発されました。システムのフィルター要素は、窒素と酸素のレベルを維持するために、靴下フィルター、タンパク質スキマー、および定期的な洗浄を利用します。さらに重要なことは、海洋微生物に頼って危険な窒素化合物やその他の生物学的廃棄物を消費し、光合成のプロセスを通じて水を通食することです。藻類の使用に加えて、水に酸素を加える追加の方法は、エアストーンが付いている外気器を介してである。細菌を追加する前に、生きた砂や砕いたサンゴを成長培地として追加することをお勧めします。メディアがなければ、生物はシステム内で自分自身を確立するのに時間がかかります。この開発は、効果的にバイオ廃棄物を分解し、適切なパラメータ内の窒素サイクルを安定させるために1〜3週間かかります。
環境エンリッチメント: 認知および感覚運動の豊かさは、神経新生およびタコ75の全体的な幸福...

生物医学研究と生物医学工学の新しい概念は、多くの場合、生物種が環境や生理学的条件や課題に対処するために持っている特定の戦略を特定することによって触発されます。例えば、ホタルの蛍光特性を理解することは、他のモデル生物1の細胞活動を報告できる新しい蛍光センサーの開発につながっています。藻類の光によって活性化されたイオンチャネルを同定することは、細胞および時間的な特定光ベースの神経変調2、3、4、5の開発につながっている。地球の磁場に従って移動するガラスナマズのタンパク質を発見することは、磁気ベースの神経変調6、7,8,9,10,11の開発につながっています。Aplysiaのサイフォン反射を理解することは、行動の細胞基盤を理解するのに役立っています 12,13,14.
研究者は、非従来のラボ種が保持する生理機能に関するユニークな強みと新しい視点を利用して、現在のバイオエンジニアリングと系統ツールボックスを拡大し続けています。連邦政府機関は、多様な種に対して行われた新しい研究に資金を提供することで、これらの研究ラインを支援し始めています。
ユニークな解剖学と再生能力を持つ動物の1つの属だけでなく、その腕、魅力的な生物学者やエンジニアの適応制御、そして社会のあらゆる部分からの観客を魅了するOctopus17です。実際、タコの生理学と行動の多くの側面は、過去数十年にわたって研究されてきました15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 .しかし、近年の分子・進化生物学、ロボット工学、運動記録、画像、機械学習、電気生理学の発展により、タコの生理学や行動に関連する発見が加速し、革新的なバイオエンジニアリング戦略に変換される27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39.
ここでは、さまざまな背景、科学的関心、目標を持つ科学者やエンジニアに関心と関連性があるタコの夫を設定し、維持する方法を説明します。しかし、我々の結果は、神経科学および神経工学研究におけるタコの応用に焦点を当てています。タコは、中枢脳に4,500万個のニューロン、視神経ローブに1億8,000万個のニューロン、および8つの軸索と末梢神経節に3億5,000万個のニューロンを持つ高度に発達した神経系を有する。それに比べて、犬は同じような数のニューロンを持ち、猫はそのうちの半分しか40です。脊椎動物の神経系とは異なり、タコの脳内の何百万ものニューロンを各腕の軸索40,41,42のニューロンに接続する32K efferentと140Kの摂便繊維しかありません。これらの比較的少数の相互接続繊維は、モータプログラムの実行に関する詳細のほとんどが軸索自体で行われることを示唆しており、タコが持つ独特の分布した神経制御を強調している。タコの腕は、容器の中に入っていても、瓶の蓋を開けるなどの操作スキルを可能にする並外れた細かいモーターコントロールを備えています。この高度に発達した先天性運動能力は、頭足類(タコ、イカ、イカ)43のクラスに固有です。
確かに、何億年もの進化を通じて、タコは科学的および工学的分野にわたる新しい開発と進歩に影響を与えた驚くべき洗練されたゲノムと生理学的システム43,44を開発しました。例えば、タコの吸盤の解剖学的構造に基づく耐水性の粘着性パッチは、湿潤および乾燥した表面に固執することができます45;タコの迷彩肌に触発された合成カモフラージュ材料は、凹凸とピット46を備えた平面の2D表面を立体的な表面に変換することができます。将来的にはbody47内の外科用ツールとして機能する小型ソフトおよび自律ロボット(オクトボット)。また、戦車状ロボット48に取り付けられたアーム(すなわちOctoArm)も開発されています。タコの多くの種は、例えば、生物医学の研究で使用されている, タコの下流, タコの副鼻腔炎, タコのババアビリス, およびオクトパスビマキュロイド (O. ビマキュロイド);O.下品とO.ビマキュロイドは最も一般的です34,49,50。最近の異なるタコゲノムのシーケンシングは、この特に関心のある属を作り、タコ研究で新しいフロンティアを開きます34,43,51,52。
私たちのセットアップで使用されるBimaculoidesは、1949年に最初に発見された中型のタコ種で、カリフォルニア州中部からバハカリフォルニア半島の南まで北東太平洋沖の浅瀬で見つけることができます17。それは、その目の下のマントルの偽のアイスポットによって認識することができます。ジャイアントパシフィックタコ(腸頭突起小体)やコモンタコ(O.vulgaris)と比較すると、カリフォルニア2スポットタコ(O.ビマキュロイド)は比較的小さく、数センチメートル未満から始まり、少年のように急速に成長しています。実験室内で飼育すると、成人マントルサイズは平均100cmに成長し、最大800g53,54の重量を量ることができます。タコは最初の200日以内に急速な成長期間を持っています。それまでに、彼らは大人とみなされ、彼らの人生の残りの部分を通して成長し続けます55,56,57。タコは、特に両方の男女がタンク内に一緒に収容されている場合、共食いすることができます。したがって、それらは別々のタンク58に個別に収容される必要があります。

<table><tbody><tr><td>1-3/4インチドリルビットホーム</td><td>デポ</td><td>204074205</td><td>ガラス切削工具 部品番号:1</td></tr><tr><td>1 "フローセンサーNeptune</td><td>Systems</td><td>ローカルディーラー</td>パイプ <td>水の流れを測定するセンサー付き 部品番号:2</td></tr><tr><td>1 "スリップバルクヘッドストレーナー</td><td>バルクリーフ供給</td><td>207113</td><td>水出タンク用ストレーナー 部品番号:3</td></tr><tr><td>10ガロンタンク</td><td>プレウスペットローカル</td><td>ディーラー</td><td>シオマネキ保持タンク 部品番号:4</td></tr><tr><td>4インチX 12インチ 200ミクロンナイロンモノフィリメントメッシュフィルターソックス プラスチックリング付き</td><td>AQUAMAXX</td><td>UJ41171</td><td>サンプ の大きな有機物用フィルター 部品番号:5</td></tr><tr><td>40ガロン水槽</td><td>Preuss Pets</td><td>Local Dealer</td><td>4 Food aquarium tanks 部品番号:6</td></tr><tr><td>60gポリタンク - 長方形</td><td>Preuss Pets</td><td>Local Dealer</td><td>2 貯水(塩水・淡水) 品番:7</td></tr><tr><td>Active Aqua 1/10th HP Hydroponic or Aquarium Chiller 2018 Model</td><td>WayWe</td><td>719574198463</td><td>For Continuously Cooly 部品番号:8</td></tr><tr><td>ALAZCO 2 ソフトグリップハンドル ヘビーデューティタイルグラウトブラシ</td><td>ALAZCO</td><td>B06W2FT5V5</td><td>Tank Cleaning 品番:9</td></tr><tr><td>アンモニア検査キット</td><td>アクアリウム ファーマシューティカル</td>ズ <td>33D</td><td>水質検査用 部品番号:10</td></tr><tr><td>Apexシステム WiFi</td><td>ネプチューンシステム</td><td>ローカルディーラー</td><td>システム接続 オフサイトモニタリング用 部品番号:11</td></tr><tr><td>API Aquarium Test Kit</td><td>Amazon</td><td>B001EUE808</td><td>水質検査用 部品番号:12</td></tr><tr><td>API Copper Test Kit</td><td>Amazon</td><td>B0006JDWH8</td><td>水質検査用 部品番号:13</td></tr><tr><td>アクア紫外線クラシックUV 25ワットシリーズユニット</td><td>アクア紫外線</td><td>A00028</td><td>サンプシステム を残すバクテリアを除去するため 部品番号:14</td></tr><tr><td>アクアクリア50フォームフィルターインサート、3パック</td>アクア<td>クリア</td><td>A1394</td><td>フードタンクカーボンフィルターインサート 部品番号:15</td></tr><tr><td>Aqueon QuietFlow LED PRO アクアリウムパワーフィルター30</td><td>Aqueon</td><td>100106082</td><td>フードタンクフィルターユニット 部品番号:16</td></tr><tr><td>オートトップオフキット(ATK)(それぞれにFMMモジュール1個、光学センサー2個、フロート1個が含まれています)</td><td>ネプチューンシステム</td><td>ズローカルディーラー</td>淡<td>水タンク用 部品番号:17</td></tr><tr><td>RODIからの自動トップオフネ</td><td>プチューンシステム</td><td>ズローカルディーラー</td><td>水貯蔵からタコタンクまで 部品番号:18</td></tr><tr><td>Banded Trochus Snail</td><td>LiveAquaria</td><td>CN-112080</td><td>藻類用ビン 部品番号:19</td></tr><tr><td>Chaetomorpha Algae, Aquacultured</td><td>LiveAquaria</td><td>BVJ-76354</td><td>藻類用 bin 部品番号:20</td></tr><tr><td>アサリ - ライブ、ハードシェル、チェリーストーン、野生、アメリカ ダース</td><td>フルトン フィッシュ マーケット</td><td>N/A</td><td>ライブ フード 部品番号:21</td></tr><tr><td>クラシック シー ソルト ミックス - トロピック マリン</td><td>バルク リーフ 供給</td><td>211813</td><td>タンク水用塩 部品番号:22</td></tr><tr><td>クリアMasterkleerソフトPVCプラスチックチューブ、空気および水用、3/4 "ID、&nbsp;1 "OD</td><td>マク</td><td>マスター5233K71</td><td>クリーニングツール 部品番号:23</td></tr><tr><td>Continuum Aquablade-Pアクリル安全藻類スクレーパーW /プラスチックブレード - 15インチ</td><td>マリンデポ</td><td>4C31001</td><td>クリーニングツール 部品番号:24</td></tr><tr><td>銅試験キット</td><td>水族館医薬品</td><td>65L</td><td>水質試験用 部品番号:25</td></tr><tr><td>Curve Refugium CREE LED 水族館 ライト</td><td>ショップス</td><td>6500K</td><td>藻類ビンライト 部品番号:26</td></tr><tr><td>Eheim 1262リターンポンプ</td><td>EHEIM</td><td>1250219</td><td>貯蔵タンク用ポンプ 部品番号:27</td></tr><tr><td>Eshopps R-100 Refugium Sump GEN 3</td><td>Eshopps</td><td>15000</td><td>サンプシステム 部品番号:28</td></tr><tr><td>エチルアルコール、200プルーフ</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>64-17-5</td><td>Anesthesia 部品番号:29</td></tr><tr><td>Extech DO600 ExStik II 溶存酸素計</td><td>Extech</td><td>DO600</td><td>酸素測定 部品番号:30</td></tr><tr><td>シオマネキ; 生きている; ダース</td><td>NORTHEAST BRINE SHRIMP</td><td>N/</td><td>A 生きている食べ物 部品番号:31</td></tr><tr><td>フィルターカートリッジ</td><td>Aqueon</td><td>100106087</td><td>Food tank filters 部品番号:32</td></tr><tr><td>Florida Crushed Coral Dry Sand - CaribSea</td><td>Bulk Reef Supply</td><td>212959</td><td>タンク底部の沈殿物 部品番号:33</td></tr><tr><td>FMMモジュール</td><td>Neptune Systems</td><td>ア</td><td>ペックスシステム用ローカルディーラーコントローラー 部品番号:34</td></tr><tr><td>Fritz-Zyme TurboStart 900 - Fritz</td><td>Bulk Reef Supply</td><td>213036</td><td>Bacteria start 部品番号:35</td></tr><tr><td>手動ドラムポンプ、サイフォン、注ぎ口付き基本ポンプ、コンテナタイプバケット用、 バケツ</td><td>グレインジャー</td><td>38Y789</td><td>ウォーター ハンド ポンプ 部品番号:36</td></tr><tr><td>高pH試験キット</td><td>水族館 医薬品</td><td>27</td><td>水質検査用 部品番号:37</td></tr><tr><td>エビ用イマジタリウム ファインメッシュ ネット</td><td>ペトコ</td><td>2580993</td><td>エビと魚の移送ネット 部品番号:38</td></tr><tr><td>リークディテクションキット (LDK) - FMM モジュールと 2 つの ALD センサーを含む</td><td>ネプチューンシステム</td><td>水</td><td>を検出するために床に置かれた地元のディーラー 部品番号:39</td></tr><tr><td>Lee'S Algae Scrubber Pad Jumbo - Glass</td><td>Marine Depot</td><td>LE12007</td><td>クリーニングツール 部品番号:40</td></tr><tr><td>ライブロックス</td><td>プレウス ペット</td><td>タ</td><td>コ の地元のディーラーの生息地 部品番号:41</td></tr><tr><td>ロングボトルクリーニングブラシ 17" エクストラロング</td><td>Haomaomao</td><td>B07FS7J7PN</td><td>タンククリーニング パート番号:42</td></tr>塩化<tr><td>マグネシウム</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M1028-100ML</td><td>安楽死 部品番号:43</td></tr><tr><td>磁気プローブラックネ</td><td>プチューンシステム</td>地元の<td>ディーラー</td>頂点<td>センサープローブを保持するため 部品番号:44</td></tr><tr><td>マリンゴーストシュリンプ</td><td>ノースイーストブラインシュリンプ</td><td>N / A</td><td>ライブフード 部品番号:45</td></tr>マリン<tr><td>マリンCシリーズキャニスターカーボンバッグフィルターメディア、2カウント</td><td>チューイ</td><td>98331</td><td>高銅レベル用 部品番号:46</td></tr><tr><td>ニトラゾーブバッグ</td><td>アクアリウムファーマシューティカル</td>ズ <td>AP2213</td><td>窒素化合物を吸収します 部品番号:47</td></tr><tr><td>硝酸塩試験キット</td><td>アクアリウム医薬品</td><td>LR1800</td><td>水質検査用 部品番号:48</td></tr><tr><td>亜硝酸塩試験キット</td><td>アクアリウム医薬品</td><td>26</td><td>水質検査用 部品番号:49</td></tr><tr><td>Pawfly 2インチエアストーンシリンダー 6 PCSバブルディフューザー 水族館用エアストーン 水槽ポンプ ブルー</td><td>アマゾン</td><td>B076S56XWX</td><td>曝気水 部品番号:50</td></tr><tr><td>Penn Plax 水族館用エアラインチューブ &ndash;明確で柔軟性があり、ねじれに抵抗します、8フィート標準</td><td>アマゾン</td><td>B0002563MM</td><td>エアポンプをエアストーンに接続するためのチューブ 部品番号:51</td></tr><tr><td>ユニオン/バルブと3/4インチフレックスホースを備えた配管</td><td>プレウスペット</td><td>地元のディーラー</td><td>水の輸送 部品番号:52</td></tr><tr><td>PM1モジュール</td><td>ネプチューンシステム</td><td>ズ地元のディーラー</td><td>apex 用の電力制御モジュール 部品番号:53</td></tr>タンパク質<tr><td>スキマー</td><td>リーフオクトパス</td><td>AC20284</td><td>システムからバイオ廃棄物を除去 部品番号:54</td></tr><tr><td>PVC Apex 取り付けボード、グロメット、ワイヤーマウント</td><td>Neptune Systems</td><td>ローカルディーラー</td><td>システム内のワイヤーとチューブの整理をお手伝いします 部品番号:55</td></tr><tr><td>PVC レギュラーセメントと 4 オンス NSF パープルプライマー</td><td>Amazon</td><td>Oatey - 30246</td><td>PVC パイプ 接続用 部品番号:56</td></tr><tr><td>RODIユニット</td><td>ネプチューンシステム</td><td>ローカルディーラー</td><td>RO Water 部品番号:57</td></tr><tr><td>塩分濃度プローブ</td><td>HANNAプローブ</td><td>HI98319</td><td>水の塩分濃度を測定 部品番号:58</td></tr><tr><td>Seachem Pristine Aquarium Treatment</td><td>Seachem</td><td>1438</td><td>余分な食物、廃棄物、残骸を分解するバクテリアを提供します 部品番号:59</td></tr><tr><td>Seachem Stability Fish Tank Stabilizer</td><td>Seachem</td><td>116012607</td><td>Seachemの安定性は、淡水および海洋システムの水槽バイオフィルターを迅速かつ安全に確立します 部品番号:60</td></tr><tr><td>レキサントップのセット</td><td>Preuss Pets</td><td>ローカルディーラー</td><td>水族館タンク蓋 部品番号:61</td></tr><tr><td>さまざまな延長長アクアバスケーブルのセット</td><td>ネプチューンシステム</td><td>ズ</td><td>アペックスシステム用ローカルディーラーケーブル 部品番号:62</td></tr><tr><td>SLSON水族館藻類スクレーパー両面スポンジブラシクリーナーロングハンドルガラス水族館用水槽スクラバーアマゾン</td><td></td><td>B07DC2TZCJ</td><td>クリーニングツール 部品番号:63</td></tr>水<tr><td>用標準壁PVCパイプ継手、45度エルボーアダプター、3/4ソケットメス×3/4ソケットオスMcMaster</td><td></td><td>4880K189</td><td>PVCパイプ 部品番号:64</td></tr><tr><td>スタンダードウォール&nbsp;水用PVCパイプ継手、90度&nbsp;肘&nbsp;アダプター、&nbsp;1ソケットメス×1ソケットオスマク</td><td></td><td>マスター4880K773PVC</td><td>パイプ 部品番号:65</td></tr><tr><td>標準壁&nbsp;水用PVCパイプ継手、アダプター、&nbsp;1&nbsp;ソケット接続&nbsp;女性×1有刺鉄線男性</td><td>マク</td><td>マスター4880K415</td><td>PVCパイプ 部品番号:66</td></tr><tr><td>標準壁&nbsp;水用PVCパイプ継手、ストレート&nbsp;レデューサー、&nbsp;2ソケットメスx&nbsp;3月4日&nbsp;ソケットメス</td><td>McMaster</td><td>4880K008</td><td>PVCパイプ 部品番号:67</td></tr><tr><td>標準-壁&nbsp;水用PVCパイプ継手、ティーコネクタ、&nbsp;ホワイト、&nbsp;1サイズ&nbsp;ソケット接続&nbsp;女性マク</td><td></td><td>マスター4880K43</td><td>PVCパイプ 部品番号:68</td></tr><tr><td>標準-壁&nbsp;水用ねじ山なし硬質PVCパイプ、1パイプサイズ、長さ10フィート</td><td>マク</td><td>マスター48925K13</td><td>PVCパイプ 部品番号:69</td></tr><tr><td>水用標準壁ねじ山なし硬質PVCパイプ、3/4パイプサイズ、長さ5フィート</td><td>マク</td><td>マスター48925K92</td><td>PVCパイプ 部品番号:70</td></tr><tr><td>構造FRPグラスファイバーシート、幅48インチ x 長さ96インチ 1/2 "厚さ</td><td>McMaster</td><td>8537K15</td><td>テーブルトップ材質 部品番号:71</td></tr>構造<tr><td>FRPグラスファイバースクエアチューブ、長さ10フィート、幅2 "x高さ2"外側、1/8 "壁厚</td><td>McMaster</td><td>8548K33</td>構造<td>テーブル材質 部品番号:72</td></tr><tr><td>タンク沈殿物</td><td>TopDawgペット供給</td><td>8479001207</td><td>シオマネキタンクの底の沈殿物 部品番号:73</td></tr><tr><td>温度プローブ</td><td>ネプチューンシステム</td><td>ローカルディーラー</td><td>タンク用温度プローブ 部品番号:74</td></tr><tr><td>すべての海産魚用テトラマリン大塩水フレーク</td><td>アマゾン</td><td>B00025K0US</td><td>魚、エビ、カニの餌 部品番号:75</td></tr><tr><td>10ガロン水槽用テトラ・ウィスパー水族館用エアポンプ</td><td>ペトコ</td><td>2335234</td>小型<td>タンク用エアポンプ 部品番号:76</td></tr><tr><td>厚肉スルーウォールパイプ継手、水用、PVCコネクタ、1ソケット接続メス</td><td>McMaster</td><td>36895K843</td><td>PVCパイプ 部品番号:77</td></tr><tr><td>Vectra s2ポンプ</td><td>バルクリーフサプライ</td><td>212141</td><td>水族館ポンプ 部品番号:78</td></tr><tr><td>ウォーターポンプ</td><td>TACKLIFE</td><td>GHWP1A</td><td>洗浄タンク用ポンプ 部品番号:79</td></tr><tr><td>Wyze Cam v2 1080p HD 屋内WiFiスマートホームカメラナイトビジョン</td><td>Amazon</td><td>B076H3SRXG</td><td>DeepLabCut Recording 部品番号:80</td></tr></tbody></table>

生物医学・バイオエンジニアリング研究のためのタコ生態系の確立

Establishing an Octopus Ecosystem for Biomedical and Bioengineering Research

生物医学研究の多くの発展は、異なる種の特定の機能をサポートする解剖学的および細胞的メカニズムを発見することによって刺激されています。タコは、科学者に神経科学、ロボット工学、再生医療、補生の分野に新しい洞察を与えたこれらの例外的な動物の一つです。この種の頭足類を用いた研究では、プロジェクトの成功に不可欠なタコとその生態系の両方に対する複雑な施設の設置と集中治療が必要です。このシステムは動物に安全できれいな環境を提供するために複数の機械および生物のフィルタリングシステムを必要とする。制御システムに加えて、施設を長期に保つためには、特別な定期メンテナンスと清掃が必要です。タンクの風景を変え、様々な獲物を取り入れ、彼らが働くために挑戦的なタスクを導入することによって、これらの知的動物に豊かな環境を提供することをお勧めします。我々の結果は、MRIと全身自己蛍光イメージングだけでなく、彼らの神経系をよりよく理解するための行動研究を含む。タコは、生物医学研究の多くの分野に影響を与えることができるユニークな生理学を持っています。持続可能なエコシステムを提供することは、その明確な能力を明らかにする上で最初に重要なステップです。

私たちの研究のすべての動物は野生から得られたので、彼らの正確な年齢を決定することはできなかったし、研究室での彼らの滞在は可変でした。タコの状態は毎日観察された。寄生虫、細菌、皮膚損傷、異常な行動は見ませんでした。動物の平均重量は170.38 +/- 77.25 gであった。各動物は、独自の40ガロンタンクに住んでいました。1週間にわたって記録されたタンクの平均±標準偏差は、pH 8.4 ± 0.0、0.61 ppt±34.06、温度18.7±0.75°C、アンモニア0.11±0.14 ppm、亜硝酸塩0.25±0.14 ppm、硝酸塩1.4 ±3pmでした。
O. ビマキュロイドの挙動:タコの 学習能力や記憶能力だけでなく、感覚運動機能を理解するために、試験管のねじを外すのも有用な試験であることが示されている(図6)。また、神経分解74に関連する重要な生理学的機構を維持するのに有用であると示された充実した環境を提供する。この...

タコの独特の生理学的構造と解剖学的構造を理解することは、生物医学研究に大きな影響を与える可能性があります。このガイドでは、この種に対応するための海洋環境の設定と維持方法を示し、タコの神経系の解剖学と機能を視覚化するための最先端のイメージングおよび分析アプローチが含まれています。

Many developments in biomedical research have been inspired by discovering anatomical and cellular mechanisms that support specific functions in different ...

私たちのプロトコルは、研究者がタコ環境を維持し、水族館を設置する方法、タコの毎日のケアを説明するので重要です。この技術は、タコのケア経験のない新しい研究者が実験室でタコのための水族館環境を設定し、研究のための健康なタコを維持することを導きます。タコを持つ新しい研究者は、これらの動物が強いコミットメントを必要とすることを認識することが重要です。彼らは毎日のケアを必要とし、水質は動物が到着する前に安定した状態で継続的に監視する必要があります。タコのタンクが成熟した1週間後、成熟した塩水8ガロンをタンクに移して別のエビタンクを設置し、15キログラムの砕いたサンゴをタンクの底に加えます。また、脱皮のための隠れ場所を提供するために、いくつかのライブ岩を追加します。次に、キャニスターフィルターをタンクの端に取り付け、メーカーの指示に従って設定します。タンクにエアストーンを取り付けたチューブに接続されたタンクの隣にエアポンプを追加します。砕いたサンゴの堆積物がエビを放散したら、エビをタンクに加え、到着時にエビを加え、まずエビを小さな中間塩水タンクに5分間移動してバイオ廃棄物を除去し、エビを直接タンクに加えることができます。到着時に、蚊の魚は、エビタンクに直接追加することができます。エビと魚に魚のフレーク、死んだ植生、または藻類を与えます。毎週、フィルターを洗浄し、フィルターパッドを変更し、水の25%を変更します。水テストキットを使用して、食品タンク内の窒素、pH、温度パラメータを毎日チェックしてください。水窒素パラメータが高いままの場合は、水をより頻繁に交換し、窒素吸収性バッグを追加します。問題が1ヶ月以上続く場合は、エビを大きなタンクに移動します。カニタンクの場合は、片方に10キロの小石を積んで乾燥した土地を作り、もう一方の側に塩水1ガロンを充填します。次に、フィドラーカニをタンクに直接加えます。カニは人生のほとんどを陸上で過ごしますが、一度に数日間水中に入ることができ、長期的な生存のために部分的に水中タンクが重要になります。水槽の部分の皿に魚のフレークを加えることによって、1日1回フィドラーカニを養います。まずカニを取り除き、塩水の100%を交換し、小石を洗浄することによって、毎週タンクをきれいにします。タコの海水タンク内に、アサリやムール貝などの海洋二枚貝軟体動物を入れます。これらの軟体動物は開き、別の水のろ過メカニズムを提供する。タンクにタコを導入する前に、アンモニア、亜硝酸塩、硝酸塩の各レベルが100万分の5、25、および10未満であることを確認してください。タンクからタコインクを取り除くために利用可能な水ハンドポンプを持っています。この手順には2人が必要です。到着時に、スケールにバッグを置き、タコとバッグの重量を記録します。動物をタンクに移しながら水の酸素を増やすために袋にエアストーンを追加します。出荷後の長期にわたる病気の場合、出荷水の温度と水分を測定し、記録します。袋からタンクに水を移さずに、タンクの隅に輸送バッグをタンク水に部分的に沈めたまま吊り下げ、輸送バッグの温度を変え始める。袋から水の10%を取り出し、それをシンクに捨て、タンクから袋に同量の水を加えます。袋の中の水温がタンク内の水温と1度以下になるまで10分ごとに繰り返します。その後、手袋を着用し、両手をタコの下に置き、転送中にサポートを提供します。2人目の人は、吸引された腕をバッグの側面からそっと引っ張る必要があります。タコが袋から出たら、新しい生息地の水に素早く移動し、できるだけ少ない水を出荷袋から移します。ハンドポンプを使用して、タンク内でタコが放出するインクを取り除きます。今、動物のおおよその重量を得るために水で袋の重量を量る。到着後の最初の2週間は、タコの1日の消費量を監視します。タコは1日4回チェックする必要があります。これは、2週間後に1日2回に減少させることができます.2週間ごとに動物の重量を量り、必要に応じて食品消費量を調整します。市販の塩水試験キットをpH、アンモニア、亜硝酸塩、硝酸塩レベルに使用します。キットに付属の4本の試験管に、キット指示量のタンク水を追加します。テストキットで指定されているように、対応するチューブに熱量反応物の量を加えます。アンモニア、亜硝酸塩、硝酸塩のレベルがそれぞれ100万分の5、25、および10を超える場合は、バイオマスを靴下フィルターから洗い流すか、新しい靴下フィルターに変更します。さらに、スキマーの上からバイオマスをブラシできれいにし、タンクに脱窒細菌を追加します。問題が解決しない場合は、水の25%を淡水に置き換えます。ハンドポンプを使用して、タンクからすべての死んだカニとエビの死体だけでなく、任意のタコの便物質を削除します。残りのすべての生きたカニをタンクから取り出し、貯蔵タンクに戻します。次に、タンク内の大きなオブジェクトを再配置します。その後、タコが毎日食べるカニの半分の数をタンクに導入します。解凍したエビや小さなオスのフィドラーカニを若いタコに食べさせます。実験に応じて、カニやエビはタンク内のどこにでも、またはタコに直接導入することができます。毎日5つの幽霊エビを提供しています。タコに様々な食べ物を提供するには、週に一度1つの生きたアサリまたはムール貝を与え、常にタンク内の3匹の蚊の魚を維持します。毎週の衛生のために、ポンプシステムを掃除する前にスキマー、ポンプ、藻類のビンライトをシャットダウンし、水を取り除く前にシステムの自動バルブをオフにします。最後に、スキマーとすべての水をサンプシステムから取り除きます。藻類のビンを軽くこすって、バイオマスの大部分を壁から取り除き、残りのサンプ部分をブラシできれいにしてから、靴下フィルターを取り除き、酢できれいにし、乾燥させます。毎週別の靴下フィルターで回転し、3ヶ月ごとに新しいものに置き換えます。スキマーの上からバイオマスを洗浄した後、スキマーをシステムに戻し、塩水で補充を開始します。ポンプ領域が満杯になったら、すべてのシステムをオンに戻します。フロートバルブの自動上部がオフの位置にある場合は、水を追加します。試験管を緩めるのは、感覚運動機能を理解するとともに、タコの記憶能力を学習するための貴重なテストです。この検査は3匹のタコで毎日行われ、試験管の開け方を学ぶのに平均4日かかりました。ここに示されているのは、タコの脳と腕の超高空間分解能MRI画像で、一緒に5億以上のニューロンを含む神経系を形成しています。これは、脳と視神経を示す頭部のコロナ図である。腕のコロナビューでは、軸索は7つの腕のそれぞれに見え、吸盤の矢状の眺めは複雑な末梢神経構造を示す。動物全体の3次元形態画像を生成するクライオ蛍光断層撮影は、470ナノメートルの波長で腕に沿って配置された脳および吸盤の視覚化を可能にした。消化器系は555ナノメートルと640ナノメートルの波長で視覚化される。この技術が開発された後、タコの動きを追跡し、分類するための機械学習ツールを使用することが可能でした。

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

バイオMEMS：生物学者とエンジニアの間の新しいコラボレーションを鍛造

このビデオの記事は正常に全動物脊椎動物生物を用いた化合物の試験と創薬のための新しい強力なツールを提供するゼブラフィッシュ胚を大量に感染し、分析するために確立されたハイスループット·パイプラインについて説明します。...

設立し、研究するために、高スループットの設定の最適化<em&gt;表皮ブドウ球菌</em&gt;と<em&gt;マイコバクテリウムmarinumの</em創薬のためのモデルとして&gt;感染症

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使い捨て空気圧バイオリアクターシステムを使用して、哺乳動物細胞の培養

ウニの顎に基づくサンプリング装置について、バイオインスパイアードデザインのプロトコルが説明されています。バイオインスピレーションプロセスには、ウニの観察、マウスピースの特性評価、歯とその組み立ての3Dプリント、歯の構造のバイオ探索が含まれます。...

バイオインスパイアードデザインのためのプロトコル：グランドサンプラーウニジョーズに基づいて、

この資料は、物理と化学の高スループット操作キューが模倣した生体内で細胞微小と多重化人工細胞微小環境 (MACME) 配列を準備する詳細な方法についてを説明します単一セルのプロファイリングとひと多能性幹細胞 (hPSCs)...

多重の人工細胞の微小環境配列の作製

微生物バイオフィルムは、相間で複雑なアーキテクチャを形成し、高度にスケール依存する空間パターンに発展します。ここでは、3D光コヘレンス断層撮影(OCT)データセットの自動取得のための実験システム(ハードおよびソフトウェア)を紹介する。このツールセットは、空間と時間におけるバイオフィルム形態形成の非侵襲的かつ多スケールの特性を可能にする。...

大規模な空間スケールでバイオフィルムの形態形成を解明する自動化された3D光コヘレンス断層撮影

オイコプレウラ・ジオカは、生物学の様々な分野でのチュニケートモデル生物です。我々は、動物および藻類飼料のサンプリング方法、種同定、培養セットアップ、および培養プロトコルについて述べる。文化システムの強化に役立つ重要な要因を強調し、考えられる問題と解決について議論します。...

「大子広場」の合理化されたサンプリングと栽培

幹細胞由来の心筋細胞を用いてバイオエンジニアリングされた3次元心臓組織は、健康なヒト心筋と病気のヒト心筋を in vitro...

人工心臓組織のデータ取得とモデルスループットを向上させるバイオリアクターの設計

コーラルアークと呼ばれる係留された水中測地線構造は、沖合を含む以前は機能しなかった地域でサンゴ礁コミュニティを構築、監視、および混乱させるために使用できる、モジュール式でスケーラブルで垂直方向に調整可能な研究プラットフォームを提供します。...

サンゴ礁の箱舟:サンゴ礁のコミュニティを組み立てるための その場 のメソコスムとツールキット

このプロトコルは、ハイスループット足場ベースの培養プラットフォームであるSPOTの作製と組み立てを96ウェルおよび384ウェルフォーマットで文書化します。また、手動と市販のリキッドハンドラーを使用したSPOTの播種プロセスについても詳しく説明します。...

ハイスループット足場ベースの培養プラットフォームとしてのSPOTの再現性のある製造

ミニバイオリアクターアレイ(MBRA)は、複雑な微生物群集の培養を可能にするハイスループットでカスタマイズ可能な連続フロー培養システムであり、マイクロバイオームのダイナミクス、治療的相互作用、および環境要因に対する微生物の反応を研究するための並行実験をサポートします。...

ミニバイオリアクターアレイ(MBRA)の組み立てと使用のためのプロトコルの更新

学ぶタコの飼育環境構築と日常管理の手法。水槽の設置、水質モニタリング、餌用エビタンクの確立など、生物医学研究のためのタコ維持管理の実践的ガイドを提供します。

生物医学・バイオエンジニアリング研究のためのタコ生態系の確立

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