문어의 독특한 생리 및 해부학 구조를 이해하면 생물 의학 연구에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이 가이드는 이 종을 수용하기 위해 해양 환경을 설정하고 유지하는 방법을 보여 주며 문어의 신경계 해부학 및 기능을 시각화하기 위한 최첨단 이미징 및 분석 접근법을 포함합니다.
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이 논문에서
요약
초록
생물 의학 연구에 있는 많은 발달은 다른 종에 있는 특정 기능을 지원하는 해부학과 세포 기계장치를 발견해서 영감을 받았습니다. 문어는 과학자들에게 신경 과학, 로봇 공학, 재생 의학 및 보철분야에 대한 새로운 통찰력을 제공한 뛰어난 동물 중 하나입니다. 이 종의 두족류에 대한 연구에는 프로젝트의 성공에 중요한 문어와 생태계모두에 복잡한 시설과 집중 치료가 필요합니다. 이 시스템은 동물에게 안전하고 깨끗한 환경을 제공하기 위해 여러 가지 기계적 및 생물학적 필터링 시스템이 필요합니다. 제어 시스템과 함께 시설을 장기적으로 효과적으로 운영하려면 특수 한 일상적인 유지 보수 및 청소가 필요합니다. 탱크의 풍경을 바꾸고, 다양한 먹이를 통합하고, 작업할 수 있는 도전적인 작업을 도입하여 이러한 지능형 동물에게 풍요로운 환경을 제공하는 것이 좋습니다. 우리의 결과는 MRI와 전신 자동 형광 화상 진찰뿐만 아니라 그들의 신경계를 더 잘 이해하기 위하여 행동 연구 결과를 포함합니다. 문어는 생물 의학 연구의 많은 분야에 영향을 미칠 수있는 독특한 생리학을 가지고. 지속 가능한 생태계를 제공하는 것은 고유한 역량을 발견하는 첫 번째 중요한 단계입니다.
서론
생물 의학 연구 및 생물 의학 공학의 새로운 개념은 종종 생물 종들이 환경 및 생리적 조건과 과제를 해결하기 위해 가지고 있는 특정 전략을 식별함으로써 영감을 받습니다. 예를 들어, 반딧불에 있는 형광 특성을 이해하면 다른 모델 유기체에서 세포 활성을 보고할 수 있는 새로운 형광 센서의 개발이 주도되었습니다1; 조류에서 빛에 의해 활성화 된 이온 채널을 식별 세포 및 측두성 특정 빛 기반-신경 변조의 개발을 주도 했다2,3,4,5; 지구의 자기장에 따라 탐색 유리 메기에서 단백질을 발견하는 것은 자기 기반 신경 변조의 발달로 이끌어 냈습니다6,7,8,9,10,11; ....
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프로토콜
모든 동물 연구는 미시간 주립 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었다.
1. 문어 탱크 장비 설정
- 첫째, 재료의 표에 표시된 바와 같이, 해양 환경 시스템에 통합 될 수족관에 대한 모든 비 생물학적 재료를 얻을. 크기는 인치로 제공됩니다.
- 설치 전에 모든 튜브, 배관 및 필터 시스템 부품을 70% 에탄올과 탈온화(DI) 물로 세척합니다. 청소 할 때 비누 나 다른 화학 물질을 사용하지 마십시오.
- 유리 섬유 테이블 13 인치 x 49 인치 x 1/2 인치 (부품 #71) 탄소 섬유로 만든 4 개의 테이블 다리와 2 인치 x 2 인치 x 23 인치 (Part #72)의 치수. 탁상 모서리 아래에 다리를 직접 부착합니다.
- 상단 표면 아래, 테이블 다리의 각 사이에, 배치 2 인치 x 2 인치 길이 (부품 #72) 테이블의 아래쪽에 부착 탄소 섬유 안정화 중괄호와 직접 상단 선반의 가장자리에. 테이블 아래 바닥에 직접 동일한 치수를 가진 다른 선반을 나사로 부착합니다. 펌프( 재료 표 참조)가 탱크가 상단 표면에 있는 동안 바닥 선반 표면에 직접 앉게 합니다. 이 시스템은
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결과
우리의 연구 결과에 있는 모든 동물은 야생에서 얻어졌고, 따라서 그들의 정확한 나이는 결정할 수 없었고 실험실에서 그들의 체류는 가변이었습니다. 문어 상태는 매일 관찰되었다. 우리는 기생충, 박테리아, 피부 손상, 또는 이상한 행동을 보이지 않았습니다. 동물의 평균 무게는 170.38 +/- 77.25 g이었다. 각 동물은 자신의 40 갤런 탱크에 살고. 1주일 동안 탱크에 대해 기록된 파라미터에 대한 평균 ± 표준 편차는 pH 8.4 ± 0.0, 염분 34.06 ± 0.61 ppt, 온도 18.7 ± 0.75 °C, 암모니아 0.11 ± 0.14 ppm, 아민산 0.25 ± 0.14 ppm, 4.4 prate ± 4.
O. bimaculoides의 행동: 문어의 학습 및 메모리 기능뿐만 아니라 감각 운동 기능을 이해하기 위해, 미완성 테스트 튜브는 유용한 테스트로 표시되었습니다 (도 6
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토론
시스템 설정:
수족관 생태계는 물을 여과하고 산소화하는 기계적 및 생물학적 방법을 모두 사용하는 방식으로 개발되었습니다. 시스템의 필터링 요소는 질소와 산소 수준을 유지하기 위해 양말 필터, 단백질 스키머 및 정기적 인 청소를 활용합니다. 더 중요한 것은, 우리는 또한 위험한 질소 화합물 및 그밖 생물학 폐기물을 소모하고 광합성의 과정을 통해 근해를 통하는 해양 미생물에 의지합니다. 추가 방법은, 조류의 사용 외에도, 물에 산소를 추가하는 것은 부착 된 공기 석조와 외부 에레이터를 통해이다. 어떤 박테리아를 추가 하기 전에, 그것은 성장 매체로 라이브 모래 또는 분쇄 산호를 추가 하는 것이 좋습니다. 미디어가 없으면 유기체가 시스템 내에서 자신을 확립하는 데 더 오래 걸릴 것입니다. 이러한 개발은 생체 폐기물을 효과적으로 분해하고 적절한 매개 변수 내에서 질소 주기를 안정화하는 데 1-3주가 소요됩니다.
환경 강화:
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공개 사항
모든 저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.
감사의 글
이 작품은 NIH UF1NS115817 (G.P.)에 의해 지원되었다. G.P.는 NIH 보조금 R01NS072171 및 R01NS098231에 의해 부분적으로 지원됩니다. 우리는 제라 이미징 플랫폼의 데이터를 수집하고 시각화하는 데 도움이 도움과 지원을 에미트 이미징에서 패트릭 Zakrzewki와 모하메드 Farhoud 감사드립니다. MSU는 브루커 바이오스핀과 연구 계약을 맺고 있습니다.
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참고문헌
- Wet, J. R., Wood, K. V., DeLuca, M., Helinski, D. R., Subramani, S. Firefly luciferase gene: structure and expression in mammalian cells. Molecular and Cellular Biology. 7 (2), 725-737 (1987).
- Han, X., Boyden, E. S.
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