Temos desenvolvido um vídeo taxa de sistema de microscópio de rastreamento que pode gravar e quantificar C. elegans Comportamento de alta resolução e de alta velocidade. Também desenvolvemos métodos computacionais para reduzir a dimensionalidade das imagens sem-fim de um conjunto básico de medições que descrevem completamente a forma do sem-fim.
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Artigo de método
C. elegans Acompanhamento e Medição do Comportamento
Neste artigo
Resumo
Resumo
Nós desenvolvemos técnicas de análise de instrumentação, processamento de imagem e os dados para quantificar o comportamento locomotor de C. elegans, uma vez que rastreia na superfície de uma placa de agar. Para o estudo da base genética, bioquímica, e neuronal de comportamento, C. elegans é um organismo ideal porque é geneticamente tratável, passível de microscopia, e mostra uma série de comportamentos complexos, incluindo táxis, aprendizagem, e 1,2 interação social. Análise comportamental, baseada em acompanhar os movimentos de vermes como eles rastejar sobre placas de agar foram particularmente úteis no estudo do comportamento sensorial 3, 4 locomoção, e fenotipagem geral mutacional 5. O nosso sistema funciona movendo o sistema de câmara de iluminação e como os vermes se arrasta em uma placa de agar estacionário, o que assegura que não haverá estímulo mecânico é transmitido para o sem-fim. O nosso sistema de rastreio é fácil de utilizar e inclui uma característica de calibração semi-automático. Um challenge de todos os sistemas de seguimento de vídeo é que gera uma quantidade enorme de dados que é intrinsecamente elevado dimensional. Nossa programas de processamento de imagem e análise de dados lidar com este desafio, reduzindo a forma vermes em um conjunto de componentes independentes, os quais de forma abrangente reconstruir o comportamento vermes como uma função de apenas 3-4 dimensões 6,7. Como um exemplo do processo mostra-se que o vírus entra e sai do seu estado de inversão de fase de uma forma específica.
Protocolo
1. Descrição do Microscópio de Seguimento
- Uma placa de ágar é iluminado por uma fonte de luz de fibra e fotografada com uma câmara. Este sistema é montado em um estágio de translação X, Y.
- A fase é movida por motores de passo padrão, os quais são ligados a um controlador de motor de passo.
- O controlador e da câmara são ligados ao computador e controlados por programas personalizados escritos em LabVIEW.
- A câmara capta as imagens da superfície de uma placa de ágar e identifica objetos escuros em um fundo claro.
- A qualidade de imagem é ajustado de modo que o programa de computador pode quantificar objectos em tempo rea....
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Resultados
Exemplo: Quando forrageamento, C. transições elegans de frente para reverter o movimento, muitas vezes realizando uma reorientação (ômega vez) antes de retornar ao estado de movimento para a frente. Quantificar essa transição é importante para entender os padrões de forrageamento de movimento e também no controle do worm motor. O poder de revelar detalhes sutis de comportamento locomoção pode ser visto através do nosso dispositivo rastreador.
Como exemplo, vamos olhar para .......
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Discussão
O estudo da locomoção e comportamento natural requer técnicas não-invasivas de rastreamento em parceria com técnicas de redução de dados. Aqui demonstramos um fácil de usar sistema de rastreamento que registra imagens detalhadas de C. elegans comportamento, uma vez que se arrasta na superfície de uma placa de agar. A quantidade de informação contida nestas imagens é vasto e de alta-dimensional, e por isso também têm desenvolvido métodos para reduzir a dimensionalidade dos dados em apenas quatro medidas fundamen.......
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Divulgações
Não há conflitos de interesse declarados.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Nome da peça | Companhia | Número de catálogo | Comentários (opcional) |
| Câmera CCD | Basler | A601f | |
| Lente | Edmund Optics | MMS série | |
| Iluminação de fibra | Dolan Jenner | DC-950H | |
| Estágio de tradução | Deltron | LS3-4 | |
| Stepper Motor | EUA digitais | MS23C | |
| Motor de passo de unidade | Lagartixa | G201 | |
| Stepper controle motor | SimpleStep | SSXYZ | |
| Todo o código de programação está disponível. Por favor, envie um e-mail pedido para o autor correspondente. |
Referências
- Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77 (1), 71-79 (1974).
- de Bono, M., Maricq, A. V. Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans. Annu. Rev. Neurosci. (28), 451-501 (2005).
- Pierce-Shimomura, J. T., Morse, T. M., Lockery, S. R.
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Reimpressões e permissões
