이 기사에서는 스마트폰 및 발광 다이오드(LED) 라이트 박스와 같이 쉽게 구할 수 있는 품목을 사용하여 예쁜꼬마선충의 잔디 회피 행동을 기록하는 간단하고 저렴한 방법을 설명합니다. 또한 비디오 파일을 계산에 더 적합한 형식으로 처리하는 Python 스크립트를 제공합니다.
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이 논문에서
요약
초록
독성 또는 병원성 박테리아에 노출되면 선충 Caenorhabditis elegans 는 학습된 잔디 회피 행동을 나타내며, 이 경우 벌레는 점차 먹이원을 떠나 박테리아 잔디 밖에 남아 있는 것을 선호합니다. 이 분석은 유해한 조건에 적절하게 대응하기 위해 외부 또는 내부 신호를 감지하는 웜의 능력을 테스트하는 쉬운 방법입니다. 간단한 분석이지만 계수는 특히 여러 샘플의 경우 시간이 많이 걸리고 밤새 지속되는 분석 기간은 연구자에게 불편합니다. 장기간에 걸쳐 많은 플레이트를 이미징할 수 있는 이미징 시스템은 유용하지만 비용이 많이 듭니다. 여기에서는 예쁜꼬마선충의 잔디밭 회피를 기록하는 스마트폰 기반 이미징 방법을 설명합니다. 이 방법은 스마트폰과 발광 다이오드(LED) 라이트 박스만 있으면 투과된 광원 역할을 할 수 있습니다. 무료 타임랩스 카메라 애플리케이션을 사용하여 각 전화기는 잔디밭 밖에 있는 벌레를 수동으로 셀 수 있을 만큼 충분한 선명도와 대비로 최대 6개의 플레이트를 이미지화할 수 있습니다. 결과 동영상은 매 시간마다 10초 길이의 오디오 비디오 인터리브(AVI) 파일로 처리된 다음 각 단일 플레이트를 표시하도록 잘라서 계산하기 더 쉽게 만듭니다. 이 방법은 회피 결함을 검사하려는 사람들에게 비용 효율적인 방법이며 잠재적으로 다른 예쁜꼬마선충 분석으로 확장될 수 있습니다.
서론
예쁜꼬마선충 연구의 많은 장점 중 하나는 예쁜꼬마선충의 단순한 신경계가 유전적 및 세포 수준의 변화가 네트워크 기능과 행동 결과에 어떤 영향을 미치는지 연구할 수 있는 기회를 제공한다는 것입니다. 제한된 수의 뉴런을 가지고 있음에도 불구하고 예쁜꼬마선충은 다양한 복잡한 행동을 보입니다. 그 중 하나는 세균성 선충이 박테리아 잔디를 떠나 유해한 먹이원에 반응하는 잔디 회피입니다. 예쁜꼬마선충은 병원성 박테리아 1,2,3, 독소를 생성하거나 독소 1,4로 스파이크된 박테리아 잔디밭, 심지어 표적 유전자 녹다운이 벌레의 건강에 해로운 RNAi 발현 박테리아 4,5를 피합니다. 연구에 따르면 벌레는 병원성 박테리아에 의해 생성되는 대사 산물과 같은 외부 신호에 반응합니다 1,6, 또는 음식이 그....
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프로토콜
1. 이미징 장치 설정(그림 1A-E)
- 다음과 같은 최소 요구 사항을 충족하는 스마트폰 카메라를 사용할 수 있는지 확인합니다.
12 메가픽셀 (MP) 카메라
1080p 해상도 비디오
5GB의 저장 공간(20분 비디오는 3-4Gb)
앱 스토어의 타임랩스 비디오 앱(무료 앱 사용 가능) - 분석이 수행될 25°C 인큐베이터의 하단 랙에 LED 라이트 박스를 놓습니다.
- LED 조명 표면의 점선 패턴을 숨기려면 두 장의 티슈를 펴서 LED 상자의 전체 표면을 덮습니다.
- 상승된 s를 만드십시오.tage 표본을 위해(그림 1A,D). 높은 무대는 속이 빈 직사각형 터널로 지지되는 투명한 플라스틱 시트입니다. 터널은 빛을 집중시키는 콘덴서와 같은 기능을 하여 표본에 더 나은 대비를 제공합니다(그림 1C). 빛의 산란을 최소화하기 위해 터널의 벽이 약간 어두운지 확인하십시오. 이 연구에서는 갈색 종이 상자를 사용했습니다. 터널의 치수는 5.5cm x 17cm x 4.5c....
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결과
스크립트에 의해 생성된 첫 번째 비디오는 분석 시작 후 1시간입니다. 웜이 잔디밭 내부에서 분석을 시작하므로 0시간 동안의 비디오는 저장되지 않으므로 점유율은 항상 100%입니다.
야생형 N2 웜은 npr-1 돌연변이체와 비교되며, 그의 잔디 회피 결함은 문헌 6,10(그림 3A-E)에 잘 확립되어 있습니다. 야생형에서 볼 수 있듯이 벌레는 점진적으로 박테리아 잔디를 떠나 외부에 머뭅니다(그림 3A, B). 결과는 시간 경과에 따른 점유율의 변화를 보여주기 위해 그래프로 표시됩니다(그림 3B). 비디오에서는 외부.......
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토론
직접적인 관찰에 의존하지 않고 동물의 행동을 이미징하는 것은 편리할 뿐만 아니라 시각적 문서를 남길 수 있는 이점도 있습니다. 이를 통해 객관적인 제3자에 의한 블라인드 분석이 가능하거나 이미지 인식 기술을 사용한 자동 분석에도 사용할 수 있습니다. 장점에도 불구하고 일반적으로 제공되는 표준 장비는 비용이 많이 들기 때문에 한 번 구입하면 설정에 전념합니다.
스마트폰을 사용하여 간단한 예쁜꼬마선충 행동의 비디오 녹화를 수집하면 몇 가지 이점이 있습니다. 기술 지식에 대한 최소한의 친숙함이 필요하며 쉽고 저렴하게 조달할 수 있는 품목을 사용하여 설정이 매우 쉽습니다. 또 다른 장점은 스마트폰의 휴대성으로 좁은 공간에도 들어갈 수 있고 자체 저장 공간이 있기 때문에 컴퓨터에 다시 연결할 필요가 없습니다. 이를 통해 공간이 극히 제한된 경우에도 설정을 어디에나 배치할 수 있습니다. 녹화된 비디오 파일을 컴퓨터로 옮기는 것은 압축된 MPEG-4 형식으로 인코딩되기 때문에.......
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공개 사항
이해 상충이 선언되지 않았습니다.
감사의 글
원고를 비판적으로 읽고 파이썬 코드를 테스트해 주신 이덕중씨에게 감사드립니다. 본 연구는 한국연구재단 2017R1A5A2015369 (K.-h.Y.) 및 2019R1C1C1008708 (K.-h.Y.)의 후원으로 진행되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 35mm 페트리 접시 | SPL | #10035 | |
| Bacto 한천 | BD# | 214010 | |
| Bacto 펩톤 | BD# | 211677 | |
| CaCl2 | DAEJUNG | 2507-1400 | |
| 콜레스테롤 | BioBasic | CD0122 | |
| 산수소이칼륨(K2HPO4) | JUNSEI | 84120-0350 | |
| Glycerol | BioBasic | GB0232 | |
| King B Broth | MB 셀 | MB-K0827 | |
| LED 라이트 박스 멀티 패드 | Artmate | N/A | 추적 및 드로잉 목적을 위한 USB 전원 LED 라이트 패드입니다. Artmate는 한국 브랜드이지만 모든 검색 엔진에서 "추적용 LED 라이트 박스"를 검색하면 다른 브랜드의 수많은 옵션을 얻을 수 있습니다. 전체 치수는 약 9" x 12"(A4 크기)입니다. 예: Amazon US에서: https://www.amazon.com/LITENERGY-Ultra-Thin-Adjustable-Streaming-Stenciling/dp/B07H7FLJX1/ref=sr_1_5?crid=YMYU0VYY226R&keywords= LED%2블라이트%2B박스& qid=1674183224& sprefix =led%2Blight%2Bbo%2Caps%2C270& sr=8-5& th=1 |
| MgSO4 | DAEJUNG | 5514-4400 | |
| 플라스틱 종이 슬리브 (투명) | Smead | #85753 | 약간의 강성이 있는 투명한 플라스틱 시트는 무대로 사용할 수 있습니다. 예: Amazon US에서: https://www.amazon.com/Smead-Organized-Translucent-Project-85753/dp/B07HJTRCT7/ref=psdc_1069554_t3_B09J48GXQ 8 |
| Potassium dihydrogen phosphate (KH2PO4) | JUNSEI | 84185-0350 | |
| 전원 스트립 | 3개의 전화기와 1개의 LED 박스를 수용하려면 최소 4개의 콘센트가 필요합니다. | ||
| 스마트폰 | 해당 | 없음 | 최소 요구 사항: 12MP 와이드 카메라, 30fps에서 1080p HD 비디오 녹화 |
| 염화나트륨(NaCl) | 대정 | #7548-4100 | |
| 인산나트륨이염기성 무수(Na2HPO4) | YAKURI# | 31727 |
참고문헌
- Pradel, E., et al. Detection and avoidance of a natural product from the pathogenic bacterium Serratia marcescens by Caenorhabditis elegans. Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (7), 2295-2300 (2007).
- Reddy, K. C., Hunter, R. C., Bhatla, N., Newman, D. K., Kim, D. H.
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재인쇄 및 허가
