Methodenartikel

Meten van actieve en passieve Tameness afzonderlijk in muizen

DOI:

10.3791/58048

⸱

10 augustus 2018

 ,  ,  ,  ,  , 
1Mouse Genomics Resource Laboratory, National Institute of Genetics, 2Department of Genetics, SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies), 3Research Center for Global Agromedicine, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tameness bij dieren omvat een verlaging van vermijden reacties bij de mens (passieve tameness) en een toename in actieve benaderingen voor de mens (actieve tameness). Hier beschrijven we gedetailleerde protocollen voor drie gedrags proeven (actieve tameness, passieve tameness en verblijf-over-hand testen) apart meten de actieve en passieve tameness van muizen.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gedomesticeerde dieren zoals honden en laboratorium muizen Toon een hoog niveau van tameness, die belangrijk is voor de mens om hen gemakkelijk. Tameness heeft twee gedrags componenten: een zekere terughoudendheid om te voorkomen dat mensen (passieve tameness) en een motivatie voor de aanpak van mens (actieve tameness). Om te kwantificeren deze componenten in muizen, we eerder ontwikkelde gedrags tests voor actieve tameness, passieve tameness, en de bereidheid om te verblijven op een menselijke hand, elk ontworpen om te worden voltooid binnen 3 min. De verkregen gegevens werden gebruikt voor selectieve fokken, met een groot aantal muizen geanalyseerd per generatie. De actieve tameness-test meet de bewegingen van de muis naar een menselijke hand en de contactpersoon die het houdt zich bezig met. De passieve tameness-test meet de tijdsduur dat een muis menselijke aanraking tolereert. In de test van de verblijf-over-hand, een muis wordt geplaatst op een menselijke hand en raakte langzaam met behulp van de duim van de hand; de duur van de tijd dat het dier aan de kant blijft wordt gemeten. Hier beschrijven we de test set-up, apparaten en toestellen, de procedures uitleggen, en bespreken de juiste data-analyse. Tot slot, wij leggen uit hoe de resultaten moet interpreteren.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Selectieve fokken tijdens Domesticatie veranderd de kenmerken van gedomesticeerde dieren om hen beter aangepast voor het leven met mensen1,2,3te maken. "Tameness" is een gemeenschappelijk gedrags kenmerk waargenomen in gedomesticeerde dieren. De studies van selectieve fokken voor tameness in dieren onthullen hoe hun fenotypen hebben veranderd in de loop van domesticatie. In een beroemde studie, vossen werden selectief gefokt voor tameness en een groep van vossen die een hoog niveau van tameness tentoongesteld werd gevestigde2. De vossen bleek ook andere fenotype wijzigingen met betrekking tot de morfologie, reproductie, kleur van de vacht en fysiologische eigenschappen. Selectieve fokken voor tameness in muizen, een populaire proefdier, kunnen helpen onthullen het mechanisme ten grondslag liggen aan de verandering in een verscheidenheid van fenotypen tijdens Domesticatie.

Tameness heeft twee gedrags componenten: actieve benaderingen voor de mens (actieve tameness) en een vermindering van het vermijden van mens (passieve tameness)4. In een eerdere studie, wij drie gedrags proeven karakteriseren de niveaus van de tameness in muizen opgericht: actieve tameness, passieve tameness en verblijf-over-hand tests5. De eerste test werd ontworpen te kwantificeren van een muis actieve tameness door het meten van de latentie van haar spontane aanpak naar een mens en de tijd in contact met een menselijke hand. De tweede test is ontworpen om het kwantificeren van passieve tameness door te meten hoe lang een muis getolereerd wordt geraakt door een menselijke hand. De verblijf-over-hand-test was bedoeld om het kwantificeren van gedrags vermijden van mild wordt omlijnd door een menselijke hand. Deze drie evaluaties vereisen alleen een open-veld apparaat, een digitale camera en een groot paar pincet. Ze kunnen opeenvolgend binnen 3 min, waardoor een grote hoeveelheid gegevens moeten worden verzameld per dag worden voltooid.

In de vorige studie, we gekenmerkt en ten opzichte van tameness gedrag met behulp van een reeks van muis ingeteelde stammen: 10 wilde stammen, een Japanse fancy muis afkomstige stam en zes laboratorium stammen5. De meeste gedomesticeerde stammen bleek een aanzienlijk hogere passieve tameness dan wilde stammen, maar de actieve tameness niet verschillen tussen de twee groepen. Uit deze resultaten concluderen we dat de gedomesticeerde muizen die de oprichters van laboratorium stammen voornamelijk werden geselecteerd voor hun passief tameness, maar niet voor de actieve tameness, in de geschiedenis van hun fok.

Wij vervolgens selectief fokken met acht wilde muis stammen voor het genereren van een genetisch heterogene populatie6uitgevoerd. We kozen voor de dieren die hoog op de actieve tameness-test en met succes scoorde hun actieve tameness steeg in opeenvolgende generaties, in vergelijking met een controlegroep. Dit resultaat aangegeven dat de tests op een betrouwbare manier de tameness in muizen meten.

We beschrijven hier, de uitgebreide methode voor het meten van gedrags indices met behulp van de drie gedrags tests. Eerst leggen wij uit de set-up en de nodige apparatuur. Daarna, we detail de stapsgewijze procedure voor het uitvoeren van de experimenten, het verzamelen van gegevens via video, en het analyseren van gegevens met behulp van freeware die we ontwikkeld zei. Tot slot laten we zien representatieve resultaten vergelijken van de pool van selectief gefokte muizen met een controlegroep.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle experimenten werden uitgevoerd overeenkomstig de richtsnoeren voor dierproeven ten behoeve van het nationale Instituut voor genetica (NIG), en alle procedures werden goedgekeurd door het Comité NIG voor Animal Care en gebruik (goedkeuring nr. 26-9).

1. dieren

  1. Selectieve kweek
    1. Wild afkomstige heterogene voorraad (WHS)6 muizen maken door te kruisen 8 ingeteelde stammen (MSM, HMI, BLG2, PGN2, KJR, CHD, NJL en BFM/2) terwijl het vermijden van elke inteelt (paring tussen broers en zussen of neven)7. Voeren van een selectieve fokken, vanaf de derde generatie (G3), door het selecteren van muizen die weer langer "contact tijd" (geselecteerde groep, 16 families van paring paren) volgens de actieve tameness testen (zie stap 3.1).
    2. Het genereren van de controle niet-geselecteerde groep (ook 16 families van paring paren) via willekeurige paring van G3 verder. Voor een representatieve experiment, gebruik u muizen verkregen uit geselecteerde (S1) en niet-geselecteerde (C1) groepen van WHS muizen te geven het patroon van zowel actieve en passieve tameness met behulp van de drie tameness proeven (zie stap 3.1-3.3). Gebruik voor de experimenten, 10 G15 muizen per fractie (S1 en C1).
  2. Vertegenwoordiger thema dieren
    1. Spenen van alle muizen van hun ouders op leeftijd van 3 weken en huis ze in groepen van hetzelfde geslacht met nestgenoten, met behulp van standaardformaat kunststof kooien met houtsnippers, tot de keuring. Handhaven van alle dieren op een NIG dier faciliteit onder een 12/12 h licht/donker cyclus (lichten op van 06:00 tot 18:00 uur) en een constante temperatuur (23 ± 2 ° C).
    2. Ervoor zorgen dat voedsel en water beschikbaar ad libitum. Test de muizen op 6 weken leeftijd in de lichte periode tot het analyseren van hun interacties met mensen tijdens het deel van de dag wanneer mensen meestal actief zijn.
  3. Protocol van behandeling
    1. Gebruik grote pincet bedekt met silicium buizen naar de muizen naar nieuwe kooien overbrengen plukken ze voorzichtig door hun staarten. Gebruik het pincet te scheiden van hun ouders bij het spenen en verplaatsen tijdens de experimenten. Geen van de muizen moeten ontvangen behandeling voordat de tameness tests.
    2. De muizen overbrengen in een laboratoriumruimte net voor de tameness tests.
    3. De mannelijke muizen die na de proef, om te voorkomen dat Inter mannelijke agressie in WHS muizen van elkaar gescheiden te houden.

2. apparatuur

  1. Gebruik een apparaat open-veld (400 x 400 x 400 mm, grijsachtig polyvinylchloride).
  2. Verlicht het open veld met behulp van een clip licht met een neutraal witte lamp (100 lux) vastgesteld op een hoogte van 450 mm boven het veld openen (Figuur 1).
  3. Het opnemen van alle gedrag met behulp van een commercieel beschikbare digitale compactcamera vastgesteld op 850 mm boven het open veld met behulp van een statief (Figuur 1).
  4. Draag doek onder latex handschoenen te behoeden voor handen zijn gebeten op tijdens de passieve tameness test (een zeldzame reactie).
  5. De testperiode met behulp van een stopwatch meten.

3. proeven

Opmerking: De eerste twee tests (tameness van actieve en passieve tameness) werden uitgevoerd voor elke 1 min en de verblijf-over-hand test werd uitgevoerd voor minder dan 1 min. Alle drie tests werden uitgevoerd in het open veld apparaat en opgenomen met behulp van een digitale camera. Iodophore desinfectie procedure moet worden uitgevoerd op alle apparats voordat eventuele gedrag studies.

  1. Procedures voor actieve tameness testen
    1. Zet de digitale camera en beginnen met opnemen.
    2. Pick-up een muis voorzichtig door de staart met behulp van een paar grote pincet (zie stap 1.3.1) en het overbrengen van de kooi naar het midden van het apparaat open-veld.
    3. Start van de stopwatch.
    4. Plaats de linkerhand op de linker benedenhoek van het apparaat.
    5. Houd de palm naar boven en de vingers langzaam en geleidelijk verplaatsen om ervoor te zorgen dat de muis de hand met een mens verbindt. De gemiddelde tijd om alle vier vingers van de kleine vinger naar de wijsvinger moet ongeveer 0,5 s, met een cyclus van de voortdurend herhaalde beweging.
    6. Langzaam de hand naar de muis, met een gemiddelde snelheid van ongeveer 13 cm/s, stoppen op 10 cm van de kant van het lichaam van de muis.
    7. Handhaven dezelfde afstand als de muis probeert te opzijschuiven. Als de muis nadert, houd de hand in dezelfde positie en blijven bewegen van de vingers lichtjes. Als de muis probeert te klimmen op de arm, terug naar het veld met behulp van de vrije hand.
    8. Sluiten van de test na 1 minuut, trekken van de hand en gaat u verder met de test van de passieve tameness.
  2. Procedures voor passieve tameness testen
    1. Volg dezelfde stappen als bij de proef van de actieve tameness, maar in plaats van het stoppen van 10 cm van het lichaam van de muis, de muis met de vingertoppen langzaam te raken.
    2. Laat de vingers in dezelfde positie, contact opnemen met de muis, totdat de muis beweegt weg. Wanneer de muis probeert te breken contact, volgen, rijdt met een gemiddelde snelheid van ongeveer 23 cm/s en de aanraking te dubbelklikken.
    3. Sluit de test na 1 min. opnieuw starten als u de stopwatch onmiddellijk om te beginnen de verblijf-over-hand-test.
  3. Procedures voor verblijf-over-hand testen
    1. Til de muis door de staart met behulp van een paar grote pincet en breng dit voorzichtig op de linker handpalm. Houd de hand dicht bij de verdieping van het apparaat open-veld.
    2. Lijn de muis voorzichtig met een gemiddelde snelheid van 0,5 s/lijn met behulp van de linker duim totdat het verlaat de hand.
    3. Herhaal stap 3.3.1 - 3.3.2 3 x.
    4. Na de derde proef, het stoppen van de video-opname; alle tameness tests zijn nu gesloten.
  4. Na experimentele procedures
    1. Weeg de muis en het aantal ontlasting en urine verlaten in het open veld.
    2. Mark de muis individueel via een oor-punch.
    3. Veeg de apparatuur en de experimentator handschoenen met een papieren handdoek gedrenkt in 0,2% Iodophor sanitizer.
    4. Reinig het apparaat met een handdoek droog papier.

4. behavioral analyses

Opmerking: De Video-opnamen werden gescoord met tanaMove versie 0,01 (Windows 7), gebeurtenis-opnamesoftware voor gedrags analyses (Figuur 2). De software is vrij beschikbaar (aanvullende materialen 1) en van onze website (http://www.mgrl-lab.jp/MGRL_software.html). Een persoon die blind voor de testomstandigheden was scoorde alle beelden. De duur van alle gedrags indices werd gemeten in stappen van 0,1-s. Tijdens het scoren, drukte de waarnemer de juiste letter op het toetsenbord (zie stap 4.1) op vaststellend een bepaald gedrag.

  1. Toewijzing van sleutels voor video-analyse
    1. Toewijzen van sleutels voor elke index gedrag. Met behulp van passende sleutels voor elke gedrags index is van cruciaal belang om de gegevens automatisch in stap 4.3 te vatten.
      Opmerking: De toewijzingen in deze studie gebruikt zijn afgebeeld in Figuur 3.
  2. Video-analyse
    1. Analyseren van elke video-opname van 3 x voor verschillende gedrags indices (figuur 3B). Zelf verzorgen gedrag werd niet gescoord. Controleer of dat de ingebouwde luidspreker van de computer wordt ingeschakeld om te horen het geluid van de timer in de video.
    2. TanaMove lanceren.
    3. Slepen en neerzetten van het videobestand te worden geanalyseerd in het venster van de tanaMove. Bevestigen dat het bestand is geladen en dat het pad en de naam van het bestand CSV bestand in het vak Gegevensbestand [CSV] juist is.
    4. Klik op de knop klaar . Hiermee activeert u een nieuw venster voor het invoeren van de toegewezen toetsen.
    5. Klik op de knop afspelen om te starten van het videobestand. Klik op de knop stoppen als u wilt onderbreken het videobestand.
    6. Druk op A wanneer de muis wordt waargenomen "richting" of het naderen van de hand, met inbegrip van permanent te ruiken. Druk op toets R wanneer de muis "locomoting" zonder kop naar de hand wordt waargenomen tijdens de proef van actieve tameness.
    7. Druk op toets W voor ten minste 0,3 s (ten minste drie intervallen in het venster) als de timer is geluid op 60 s.
    8. De analyse van de passieve tameness test starten nadat de linkerhand in de video. Druk op A wanneer de muis wordt waargenomen richting of het naderen van de hand en de toets R wanneer de muis wordt waargenomen reizen zonder richting de hand tijdens de test van de passieve tameness.
    9. Druk op toets W voor ten minste 0,3 s (ten minste drie intervallen in het venster) als de timer is geluid op 60 s.
    10. Druk op toets T wanneer de muis wordt waargenomen "verblijf" op de hand in de verblijf-over-hand-test.
    11. Na de test van de verblijf-over-hand, klikt u op de knop stoppen om te stoppen met de video observatie.
    12. Klik op de knop terug en typ een nieuwe bestandsnaam voor de uitvoer CSV-gegevens.
    13. Klik op klaar om te activeren van een nieuw venster voor het invoeren van de toegewezen toetsen.
    14. Klik op de knop afspelen om de videobeelden opnieuw te starten en de waarneming van de actieve tameness test starten.
    15. Druk op toets T wanneer de muis wordt waargenomen "contact" met de mens, waarin alle vrijwillige contactmogelijkheden gedrag maar niet per ongeluk contactpersonen, zoals landing op een palm na het springen, tijdens de actieve tameness testen.
    16. Druk op toets W voor ten minste 0,3 s (ten minste drie intervallen in het venster) als de timer is geluid op 60 s.
    17. Druk op toets T wanneer de muis de experimentator staat te raken zijn lichaam tijdens de test van de passieve tameness.
    18. Druk op toets W voor ten minste 0,3 s (ten minste drie intervallen in het venster) als de timer is geluid op 60 s.
    19. Klik op de knop stoppen om te stoppen met de video.
    20. Klik op de knop terug en typ een nieuwe bestandsnaam voor de uitvoer CSV-gegevens.
    21. Klik op klaar om te activeren van een nieuw venster voor het invoeren van de toegewezen toetsen.
    22. Klik op de knop afspelen om de videobeelden opnieuw te starten en de waarneming van de actieve tameness test starten.
    23. Druk op J wanneer de muis wordt waargenomen "springen" tijdens de proef van actieve tameness.
    24. Druk op toets W voor ten minste 0,3 s (ten minste drie intervallen in het venster) als de timer is geluid op 60 s. Start de waarneming van de passieve tameness test.
    25. Druk op J wanneer de muis wordt waargenomen "springen" tijdens de test van de passieve tameness.
    26. Klik op de knop stoppen om te stoppen met de video observatie wanneer hoor je het geluid van de timer op 60 s.
    27. Klik op de knop terug en typ een nieuwe bestandsnaam voor de uitvoer CSV-gegevens.
  3. De gegevens samenvatten
    1. Alle ruwe gegevensbestanden (CSV) in dezelfde map opslaan met het aanvullende 2. xlsm -bestand (aanvullende materialen 2).
    2. Open het aanvullende 2. xlsm -bestand en klikt u op samenvatten .
    3. De resultaten als een afzonderlijk bestand opslaan en gebruiken voor verdere analyse van het gedrag van de tameness.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wij uitgevoerd eerder selectief fokken voor actieve tameness in miceandsuccessfully geproduceerd muizen die een hoge mate van actieve tameness6 toonde. De representatieve resultaten van de tameness tests voor de geselecteerde en niet-geselecteerde groepen van muizen op de 15th -generatie (G15) worden weergegeven in Figuur 4. Muizen uit de geselecteerde groep scoorde hoger op de actieve tameness test, vertonen een aanzienlijk...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De representatieve resultaten hebben betrekking op negen gedrags indexen uit de actieve tameness, passieve tameness en verblijf-over-hand testen. Een vergelijking van de scores tussen de geselecteerde en controlegroepen geopenbaard duidelijke verschillen in tameness. Deze resultaten tonen aan dat de drie tests geldig zijn voor het meten van tameness in muizen.

Tameness niveaus bij dieren kan moeilijk te kwantificeren empirisch. Verschillende methoden zijn ontwikkeld voor de evaluatie van tamen...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd gesteund door de Grants-in-Aid voor wetenschappelijk onderzoek (KAKENHI) als volgt: 15H 05724, 16H 01491 en 15H 04289.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
open-field apparaatO’Hara & Co. Ltd.OF-3102400×400×400 mm, grijsachtig polyvinylchloride
compact digitale cameraRicoh Company, Ltd.CX-5productie in het bedrijf is gestopt
latex pure handschoenenAS ONEBioLab, IKG-8002
stopwatchSEIKOSSBJ018
Iodophor ontsmettingsmiddelEcolab G.K. (CLEA Japan)CL-4123Mikro Klene

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Albert, F. W., et al. Phenotypic differences in behavior, physiology and neurochemistry between rats selected for tameness and for defensive aggression towards humans. Hormones and Behavior. 53 (3), 413-421 (2008).
  2. Belyaev, D. K. Destabilizing selection as a factor in domestication. Journal of Heredity. 70 (5), 301-308 (1978).
  3. Trut, L. Early canid domestication: the farm-fox experiment. American Scientist. 87 (2), 160-169 (1999).
  4. Price, E. O. Animal Domestication and Behavior. , CABI Publishing. New York, NY. (2002).
  5. Goto, T., Tanave, A., Moriwaki, K., Shiroishi, T., Koide, T. Selection for reluctance to avoid humans during the domestication of mice. Genes, Brain and Behavior. 12 (8), 760-770 (2013).
  6. Matsumoto, Y., et al. Selective breeding and selection mapping using a novel wild-derived heterogeneous stock of mice revealed two closely linked loci for tameness. Scientific Reports. 7, 4607(2017).
  7. Koide, T., Goto, T., Takano-Shimizu, T. Genomic mixing to elucidate the genetic system of complex traits. Experimental Animals. 61 (5), 503-509 (2012).
  8. Albert, F. W., et al. Genetic architecture of tameness in a rat model of animal domestication. Genetics. 182 (2), 541-554 (2009).
  9. Cottle, C. A., Price, E. O. Effects of the nonagouti pelage-color allele on the behavior of captive wild Norway rats (Rattus norvegicus). Journal of Comparative Psychology. 101 (4), 390-394 (1987).
  10. Hayssen, V. Effects of the nonagouti coat-color allele on behavior of deer mice (Peromyscus maniculatus): a comparison with Norway rats (Rattus norvegicus). Journal of Comparative Psychology. 111 (4), 419-423 (1997).
  11. Arakawa, T., et al. A male-specific QTL for social interaction behavior in mice mapped with automated pattern detection by a hidden Markov model incorporated into newly developed freeware. Journal of Neuroscience Methods. 234, 127-134 (2014).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Actieve tamheidmuisgedragtamheidstestengedragsanalysevideoregistratiedata analyseselectief fokkenstay on hand testTanaMove software

Gerelateerde artikelen