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방법 논문

행동 추적 및 멕시코 Cavefish의 Neuromast 이미징

7.4K 조회수

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DOI:

10.3791/59099

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2019년 4월 6일

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이 논문에서

요약

여기, 선물이 멕시코 cavefish의 일련의 높은 처리량 연구 방법 행동 및 mechanosensory 시스템의 중요 한 얼룩. 이러한 방법 사용 무료 소프트웨어 및 맞춤 스크립트, 행동의 연구에 대 한 실용적이 고 비용 효율적인 방법을 제공 하.

초록

동굴 주거 동물 그들의 끊임없이 어둡고 음식 스파스 환경에 적응 형태학과 행동 특성의 일련을 진화 했다. 이러한 특성 중에서 채집 행동 행동 특성이 진화의 기능적 장점에 유용한 윈도우 중 하나입니다. 진동 매력 동작 분석에 대 한 업데이트 메서드는 여기에 소개 (VAB: 적응형 구하고 동작)와 동굴 적응 tetra의 관련된 mechanosensors의 이미징 Astyanax mexicanus. 또한, 메서드는 추가 cavefish 행동 과다, 수 면 감량 등의 일련의 높은 처리량 추적을 위해 제공 됩니다. Cavefish는 또한 asociality, 반복적인 동작과 높은 불안을 보여준다. 따라서, cavefish는 동물 모델 진화 동작에 대 한 역할을 합니다. 이 방법은 행동의 다른 종류에 적용 될 수 있는 무료 소프트웨어 및 맞춤 스크립트를 사용 합니다. 이러한 메서드는 상용 추적 소프트웨어에 대 한 실용적이 고 비용 효율적인 대안을 제공합니다.

서론

멕시코 tetra, Astyanax mexicanus (Teleostei: Characidae), 2 개의 근본적으로 다른 대체 변경해-시력, 표면-아리 스토 프 및 눈 먼, 동굴 주거 morph 여러 별개의 구성 하는 데 물고기 가운데 독특한 인구1. 비록 다른 형태학과 생리학에서 그들은 여전히 interfertile2,3입니다. 이러한 interfertile 변경해 빠르게 진화 (~ 20000 년)4, 그들에 게 빠른 적응의 연구에 대 한 이상적인 모델 시스템으로 나타납니다. Cavefish 분기 형태학과 행동 특성 입맛, mechanosensors, 꼴을 준 행동 과다, 진동 자극의 특정 한 주파수에 조정의 증가 수의 증가 밀도 등의 제품군으로 알려져 있습니다 그리고 불면증입니다. 5 를 구하고 고 어둡고 음식 스파스 환경6,7에 에너지 절약에 대 한 동굴의 어둠 속에서 유리한 것 제안 되었습니다 일부는 동시에, 진화 가능성이 이러한 행....

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프로토콜

모든 절차는 "원리의 실험실 동물 관리" (국립 건강 연구소 간행물 번호 85-23, 개정 1985) 및 대학교의 하와이 마노아 기관 동물 관리 및 사용에 의해 승인에 설명 된 지침에 따라 수행 됩니다. 위원회 동물 프로토콜 17-2560-3입니다.

1. 진동 매력 동작 (VAB) 분석 결과 (≤ 전체 녹음 절차에 대 일 분)

참고: 적외선 민감한 카메라를 사용 하거나 USB 웹캠 수정 하 여 적외선 카메라를 구축. USB 웹캠을 수정 하려면 제시한 킨 연구소 (이 A. mexicanus 문제에서), 정돈에이 cavefish 문제에 자세한 설명 또는 보충 자료에 대 한 간략 한 설명 참조.

  1. 녹음 설정
    1. 카메라 위치에 유지 되도록 아직도, 그리고 기록 되 고 과목에서 적절 한 초점에 구축 블랙 박스 프레임에서 폴 리 염화 비닐 (PVC) 파이프, 120 cm H x 45 cm L x 90 W. cm
    2. 프레임의 건설, 후 원하는 수경 농업 등 플라스틱 정전 커튼으로 커버.
    3. 프레임 위에 가변 줌 C 마운트 렌즈는 같은 직경 측정 센터에서 적외선 카메라에 대 한 창 블랙 아크릴 보드를 넣어. 이 상자 안에 VAB 시험....

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결과

여기에 소개 하는 결과 어떤 제시 방법으로 취득 될 수 있다의 대표적인 예입니다. 따라서, 결과 cavefish, 실험 조건에 따라 표면 생선 여기 제시 하는 것에서 약간 이탈 수 있습니다.

진동 매력 동작

VAB에 대 한 대표적인 결과 동굴, 표면 생선 그림 3 에서 찾을 수 있습니다. (그림 3A, cavefish와 공유 특성) 표면 물고기와 진동 막대 (그림 3B)에 cavefish의 강한 매력에 가장자리 다음 동작 note 피크 매력 레벨 두 변경해의 행동 고기.......

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토론

이러한 제시 방법에 편리 하 게 하지만 프리웨어 기원의 특성상 수행 하는 복잡 한 될 수 있습니다. 따라서, 그것은 좋습니다 시험 분석 실험 및 분석 하기 전에 어떤 실제 실험을 수행 하.

실험 및 분석 프레임 워크 설정 되 면 데이터 생성의 속도 빠른 될 수 있습니다. 일단 설립, VAB 분석 결과 대 일 분의 기록을 두 물고기, 활동/수 면 분석 결과 대 한 24 시간에 30 물고기 및 생선 neuromast 이미징, 최종 이미지 캡처 MS222 마 취에서 시작에 대 한 2.5 ~ 3 분에 가능 하다. 비디오 및 이미지 분석의 기간 사용 하는 컴퓨터의 성능에 따라 상당히 달라질 수 있습니다. 4 코어 CPU와 8GB의 RAM 가진 PC를 사용 하 여 VAB 분석 물고기 마다 5-7 분을 걸릴 수 있습니다, 활동/수 면 분석 30 물고기의 그룹 당 6-8 시간 걸릴 수 있습니다 및 neuromast 이미지 분석 물고기 당 5 또는 10 분 걸릴 수 있습니다 (단일 쪽 또는 양쪽.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

우리는이 원고에 사용 되는 실험 물고기에서 물고기 치료 N. Cetraro, 북 아 일 사이먼, C. 발데스, C. Macapac, 제이 최, 나 루, 제이 구 엔, S. Podhorzer, H. Hernandes, 제이 선생, 제이 카토과 나 주 님을 포함 한 요 시 자와 실험실의 모든 회원을 감사 합니다. 우리는 또한 A. 킨 연구소 회원을 훈련 적외선 CCD 카메라를 내 피 Masek를 포함 하 여 감사 합니다. 마지막으로, 우리는 비디오를 만드는 그들의 귀중 한 도움 특히 B. 스미스, 제이 램, 그리고 미 흰색 하와이 대학 Mānoa에 커뮤니케이션의 미디어 랩-사회 과학의 대학-학교를 감사 하 고 싶습니다. 이 작품 (16CON-78919 및 18CON 90818) 하와이 커뮤니티 재단에 의해 지원 되었다 고 건강 NIGMS의 국립 연구소 (P20GM125508) 내에 부여 합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
4-Di-1-ASP (4-(4-(dimethylaminostyryl)-1-methylpyridinium iodide)MilliporeSigmaD3418
880 nm 파장 블랙 라이트Advanced IlluminationBL41192-880
avfs프리웨어Version 1.0.0.6http://turtlewar.org/avfs/
Avisynth프리웨어Version 2.6.0http://avisynth.nl/index.php/Main_Page
Cygwin프리웨어버전 2.11.0https://www.cygwin.com/
원통형 분석 챔버 (Pyrex 325 ml 유리 접시)Corning3140-10010 cm 직경 5 cm 높이
Ethovision XTNoldus 정보  Technology, Wageningen, 네덜란드버전 14https://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt
물고기 수족관 실린더 소프트 스폰지 스톤 정수 필터, BlackJardin (Amazon.com 을 통해)수면/ 과잉 행동 기록 시스템 용 NA 스폰지 필터
등급 A 염수 새우 계란염수 새우 직접BSEA16Z
ImageJ프리웨어버전 1.52ehttps://imagej.nih.gov/ij/
매크로 1.8/12.5-75mm C-마운트 줌 렌즈ToyoNA3-D 프린터에 인쇄된 C-마운트를 사용하여 USB 웹캠에 연결
Neutral RegulatorSeachemNA
광학 캐스트 플라스틱 IR 장거리 통과 필터Edmund optics43-948의 CCD에 맞게 작은 조각으로 자릅니다.
빌드 178http://pismotec.com/download/ ( " 아카이브 다운로드" 하단의 링크)
Reef Crystals Reef SaltInstant OceanRC15-10
SwisTrack프리웨어버전 4
https://en.wikibooks.org/wiki/SwisTrack USB 웹캠 (LifeCam Studio 1080p HD 웹캠)MicrosoftQ2F-00013Cut 2-2.5 cm of the
front Win자동화프리웨어버전 8https://www.winautomation.com/ (무료 독립 실행 형) 이 절차를 위한 앱)
Windows 운영 체제Microsoft7, 8 또는 10https://www.microsoft.com/en-us/windows
x264vfw프리웨어NAhttps://sourceforge.net/projects/x264vfw/
USB 웹캠 pfmap 프리웨어

참고문헌

  1. Keene, A. C., Yoshizawa, M., McGaugh, S. E. Biology and Evolution of the Mexican Cavefish. Biology and Evolution of the Mexican Cavefish. , Elsevier Inc. Amsterdam. (2015).
  2. Mitchell, R. W., Russell, W. H., Elliott, W. R.

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