Artigo de método

Medição de ativa e passiva domesticidade separadamente em ratos

DOI:

10.3791/58048

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10 de agosto de 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

Neste artigo

Resumo

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

Domesticação de animais inclui uma redução de respostas de evasão para os seres humanos (domesticidade passiva) e um aumento no ativas abordagens aos seres humanos (ativo domesticidade). Aqui, descrevemos protocolos detalhados para três testes comportamentais (domesticidade ativa, passiva domesticidade e testes de estadia-na-mão) para medir separadamente a domesticação de ativa e passiva de camundongos.

Resumo

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

Animais domésticos como cães e ratos de laboratório mostram um elevado nível de domesticação, o que é importante para os seres humanos lidar com eles facilmente. Domesticação tem dois componentes comportamentais: uma relutância para evitar os seres humanos (domesticidade passiva) e uma motivação para os seres humanos abordagem (ativo domesticidade). Para quantificar estes componentes em camundongos, anteriormente desenvolvemos testes comportamentais para domesticação ativa, passiva, domesticação, e a vontade de permanecer em uma mão humana, cada um projetado para ser concluído no prazo de 3 min. Os dados obtidos foram utilizados para reprodução seletiva, com um grande número de ratos analisadas por geração. O teste de domesticidade ativo mede o movimento do mouse em direção a uma mão humana e o contato que acopla em. O teste de domesticidade passiva mede a duração de tempo que um rato tolera o toque humano. No teste de estadia-na-mão, um rato é colocado em uma mão humana e tocado lentamente, usando o polegar da mão; a duração do tempo que o animal permanece na mão é medida. Aqui, descrevemos o teste instalação e aparelhos, explicar os procedimentos e discutir a análise de dados apropriados. Finalmente, vamos explicar como interpretar os resultados.

Introdução

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

Reprodução seletiva durante a domesticação mudou as características dos animais domesticados para torná-los melhor adaptado para viver com os humanos,1,2,3. "Domesticação" é um traço comum comportamental observado em animais domesticados. Os estudos de reprodução seletiva para a domesticação de animais revelam como seus fenótipos mudaram no decorrer de domesticação. Em um estudo famoso, raposas foram criadas selectivamente para domesticação e um grupo de raposas que exibiu um elevado nível de domesticação foi estabelecida2. As raposas também mostraram outras alterações do fenótipo envolvendo morfologia, reprodução, cor da pelagem e características fisiológicas. Seletiva de reprodução para domesticação em ratos, um animal de laboratório popular, pode ajudar a revelar o mecanismo subjacente a mudança em uma variedade de fenótipos durante a domesticação.

Domesticação tem dois componentes comportamentais: abordagens ativas aos seres humanos (domesticidade ativo) e uma diminuição a vacância de seres humanos (domesticidade passiva)4. Em um estudo anterior, estabelecemos três testes comportamentais para caracterizar os níveis de domesticidade em ratos:5testes de domesticação de ativa, passiva domesticidade e estadia-na-mão. O primeiro teste foi projetado para quantificar a domesticidade ativo do mouse por medir a latência de sua abordagem espontânea em direção a um ser humano e o tempo que é gasto em contacto com uma mão humana. O segundo teste foi projetado para quantificar o passiva domesticidade medindo quanto tempo um rato tolerado sendo tocado por uma mão humana. O teste de estadia-na-mão destinava-se a quantificar a evitação comportamental de sendo acariciada suavemente por uma mão humana. Estes três avaliações requerem apenas um aparelho de campo aberto, uma câmera digital e um grande par de pinças. Eles podem ser completados sequencialmente dentro de 3 min, permitindo que uma grande quantidade de dados a serem coletados por dia.

No estudo anterior, nós caracterizados e em relação a comportamentos de domesticidade, usando uma série de linhagens puras do mouse: 10 estirpes selvagens, uma japonesa estirpe derivado de rato extravagante e laboratório de seis estirpes5. A maioria domesticado cepas mostrou uma significativamente maior domesticação passiva das estirpes selvagens, mas a domesticação ativa não diferiram entre os dois grupos. Nesses resultados, concluiu-se que os ratos domésticos que são os fundadores de cepas de laboratório predominantemente foram selecionados para sua domesticação passiva, mas não para a domesticidade ativa, em sua história de criação.

Em seguida foi realizado a criação selectiva com oito cepas de rato selvagem para gerar uma população geneticamente heterogênea6. Nós escolhemos os animais que marcou alta no teste de domesticidade ativo e com êxito aumentaram sua domesticação ativa em gerações sucessivas, em comparação com um grupo de controle. Este resultado indicou que os testes medem confiantemente a domesticidade em camundongos.

Aqui, descrevemos o método abrangente para medir índices comportamentais usando os três testes comportamentais. Primeiro, vamos explicar o set-up e aparelhos necessários. Em seguida, detalhamos o procedimento passo a passo para a execução dos experimentos, coletando dados através de vídeo e analisando dados usando freeware que desenvolvemos, disse. Finalmente, mostramos resultados representativos, comparando a piscina dos ratos seletivamente criados com um grupo de controle.

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Protocolo

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Todos os experimentos foram realizados em conformidade com as orientações para as experiências com animais do Instituto Nacional de genética (NIG), e todos os procedimentos foram aprovados pelo Comité NIG para uso (aprovação n º 26-9) e cuidado Animal.

1. os animais

  1. Reprodução seletiva
    1. Criar selvagem-derivado heterogêneos estoque (WHS)6 os ratos pelo cruzamento 8 linhagens puras (MSM, HMI, BLG2, PGN2, KJR, CHD, NJL e BFM/2), evitando qualquer de endogamia (acasalamento entre irmãos ou primos)7. Realizar uma reprodução seletiva, a partir de terceira geração (G3), selecionando os ratos que exibem mais "tempo de contato" (grupo selecionado, 16 famílias de acasalamento pares) de acordo com a domesticidade ativa teste (ver passo 3.1).
    2. Gere o não selecionado grupo (também 16 famílias de acasalamento pares) através do aleatório acasalamento de controle do G3 em diante. Para uma experiência representativa, use ratos obtidos de selecionado (S1) e não selecionado (C1) grupos de ratos WHS para mostrar o padrão de domesticidade activa e passiva, usando os três testes de domesticidade (ver passo 3.1-3.3). Para os experimentos, use 10 ratos G15 por grupo (S1 e C1).
  2. Representante animais de assunto
    1. Desmamar todos os mouses de seus pais em 3 semanas de idade e colocá-los em grupos do mesmo sexo com littermates, usando gaiolas de plástico de tamanho padrão contendo as microplaquetas de madeira, até o teste. Manter todos os animais numa instalação de animal NIG sob uma temperatura constante (23 ± 2 ° C) e um ciclo claro/escuro de 12/12 h (luzes de 06:00 a 18:00).
    2. Certifique-se de que a comida e água são disponíveis ad libitum. Teste os ratos com 6 semanas de idade durante o período de luz para analisar suas interações com os humanos durante a parte do dia quando os seres humanos são normalmente ativos.
  3. Protocolo de tratamento
    1. Use uma pinça grande coberta com tubos de silicone para transferir os ratos para gaiolas novas por buscá-los suavemente por suas caudas. Use a pinça para separá-los dos seus pais na desmama e movê-los durante os experimentos. Nenhum dos ratos deve receber tratamento antes dos ensaios de domesticidade.
    2. Transferi os ratos para uma sala experimental apenas antes dos ensaios de domesticidade.
    3. Manter os ratos machos separados um do outro depois do teste, para evitar a agressão entre machos em camundongos WHS.

2. equipamentos

  1. Use um aparelho de campo aberto (400 x 400 x 400 mm, acinzentado polyvinylchloride).
  2. Ilumine o campo aberto com um clipe de luz com um bulbo branco neutro (100 lux) fixado a uma altura de 450 milímetros acima do campo aberto (Figura 1).
  3. Registar todos os comportamentos usando uma câmera digital compacta comercialmente disponível fixada em 850 mm acima do campo aberto usando um tripé (Figura 1).
  4. Use luvas de pano sob luvas de látex para proteger as mãos do ser mordido no durante o teste de domesticidade passiva (uma reação rara).
  5. Medir o período de teste usando um cronômetro.

3. testes

Nota: Os dois primeiros testes (domesticação de ativa e passiva domesticidade) foram conduzidos por 1 min cada, e o teste de estadia-na-mão foi conduzido por menos de 1 min. Todos os três testes foram realizados no aparelho de campo aberto e gravado usando uma câmera digital. Iodophore procedimento de desinfecção deve ser realizado em todos os apparats antes de quaisquer estudos de comportamento.

  1. Procedimentos para teste de domesticidade ativa
    1. Ligue a câmera digital e iniciar a gravação.
    2. Pegar um rato suavemente pela cauda usando um par de pinças grandes (consulte a etapa 1.3.1) e transferi-lo da gaiola em casa para o centro do aparato de campo aberto.
    3. Inicie o cronômetro.
    4. Coloque a mão esquerda no canto inferior esquerdo do aparelho.
    5. Manter a palma da mão virada para cima e mover os dedos devagar e com firmeza para garantir que o rato se conecta a mão a um ser humano. O tempo médio para mover todos os quatro dedos mindinho para o dedo indicador deve ser aproximadamente 0,5 s, com um ciclo de movimento continuamente repetidos.
    6. Mova a mão para o mouse lentamente, a uma velocidade média de cerca de 13 cm/s, parando a 10 cm do lado do corpo do mouse.
    7. Manter a mesma distância se o rato tenta afastar. Se o mouse se aproxima, mantenha a mão na mesma posição e continuar a mover os dedos ligeiramente. Se o rato tenta subir o braço, devolvê-lo ao campo usando a mão livre.
    8. Concluir o teste depois de 1 min, retirar a mão e proceder ao teste de domesticidade passiva.
  2. Procedimentos para teste de domesticidade passiva
    1. Siga as mesmas etapas quanto o teste ativo de domesticidade, mas em vez de parar 10 cm de distância do corpo do rato, toque lentamente o mouse com a ponta dos dedos.
    2. Deixe os dedos na mesma posição, entrando em contato com o mouse, até que o mouse se move para fora. Quando o rato tenta quebrar o contato, segui-lo, se movendo a uma velocidade média de cerca de 23 cm/s e reiniciar o toque.
    3. Conclui o teste depois de 1 min. reiniciar o cronômetro imediatamente para começar o teste de estadia-na-mão.
  3. Procedimentos para teste de estadia-na-mão
    1. Levantar o mouse pela cauda usando um par de pinças grandes e coloque-o delicadamente sobre a palma da mão esquerda. Mantenha a mão perto do chão do aparato de campo aberto.
    2. Derrame o mouse suavemente a uma velocidade média de 0,5 s/curso, usando o dedo polegar esquerdo até que ele deixa a mão.
    3. Repita as etapas 3.3.1 - 3.3.2 3x.
    4. Após o terceiro julgamento, pare o vídeo gravação; todos os testes de domesticidade agora são celebrados.
  4. Procedimentos pós-experimentais
    1. Pesar o mouse e contar o número de fezes e urina deixada no campo aberto.
    2. Marcar o mouse individualmente através de um soco de orelha.
    3. Limpe os aparelho e experimentador luvas com um papel toalha embebida em desinfetante de Iodofor 0,2%.
    4. Limpe o aparelho com uma toalha de papel seca.

4. comportamentais análises

Nota: As gravações de vídeo foram marcadas usando tanaMove versão 0.01 (Windows 7), software de gravação de evento para análises comportamentais (Figura 2). O software está disponível gratuitamente (suplementar 1 materiais) e do nosso site (http://www.mgrl-lab.jp/MGRL_software.html). Um indivíduo que era cego para as condições de teste marcou todas as filmagens. A duração de todos os índices comportamentais foi medida em incrementos de 0.1-s. Durante a finalização, o observador pressionada a letra apropriada no teclado (ver passo 4.1) após notar um determinado comportamento.

  1. Atribuição de chaves para análise de vídeo
    1. Atribua teclas para cada índice de comportamento. Usar chaves adequadas para cada índice comportamental é fundamental para resumir os dados automaticamente no passo 4.3.
      Nota: As atribuições utilizadas neste estudo são mostradas na Figura 3.
  2. Análise de vídeo
    1. Analise cada vídeo gravação 3x para índices comportamentais diferentes (Figura 3B). Auto enfeitando o comportamento não foi marcado. Certifique-se que o alto-falante interno do computador é ligado para ouvir o som de temporizador no vídeo.
    2. Lançamento tanaMove.
    3. Arraste e solte o arquivo de vídeo a serem analisados para a janela de tanaMove. Confirme que o arquivo é carregado e que o caminho e o nome do CSV outputted arquivo na caixa [CSV] do arquivo de dados está correto.
    4. Clique no botão pronto . Isso ativa uma nova janela para digitar as teclas atribuídas.
    5. Clique no botão Play para iniciar o arquivo de vídeo. Clique no botão parar para interromper o arquivo de vídeo.
    6. Pressione a tecla A , quando o mouse é observado "indo" em direção ou aproximando-se da mão, incluindo permanente farejar. Pressione a tecla R quando o mouse é observado a "locomoting" sem rumo em direção a mão durante o ensaio de domesticidade ativo.
    7. Pressione a tecla W pelo menos 0,3 s (pelo menos três intervalos na janela) quando o som do temporizador é ouvido em 60 s.
    8. Inicie a análise do teste de domesticidade passiva, depois que a mão esquerda entra o vídeo. Pressione a tecla A , quando o mouse é observado, indo em direção ou aproximar-se a mão e a tecla R quando o mouse é observado viajando sem indo em direção a mão durante o teste de domesticidade passiva.
    9. Pressione a tecla W pelo menos 0,3 s (pelo menos três intervalos na janela) quando o som do temporizador é ouvido em 60 s.
    10. Pressione a tecla T quando o mouse é observado a "ficar" na mão do teste de estadia-na-mão.
    11. Após o ensaio de estadia-na-mão, clique no botão parar para parar a vídeo observação.
    12. Clique no botão voltar e digite um novo nome de arquivo para a saída de dados CSV.
    13. Clique no botão pronto para ativar uma nova janela para digitar as teclas atribuídas.
    14. Clique no botão Play para reiniciar a gravação e iniciar a observação do teste ativo de domesticidade.
    15. Pressione a tecla T quando o mouse é observado "contactar" o ser humano, que inclui todo o comportamento voluntário contato mas contactos não acidentais, tais como desembarque em um palm depois de saltar, durante a domesticação ativa teste.
    16. Pressione a tecla W pelo menos 0,3 s (pelo menos três intervalos na janela) quando o som do temporizador é ouvido em 60 s.
    17. Pressione a tecla T quando o mouse permite que o experimentador tocar no seu corpo durante o teste de domesticidade passiva.
    18. Pressione a tecla W pelo menos 0,3 s (pelo menos três intervalos na janela) quando o som do temporizador é ouvido em 60 s.
    19. Clique no botão parar para parar o vídeo.
    20. Clique no botão voltar e digite um novo nome de arquivo para a saída de dados CSV.
    21. Clique no botão pronto para ativar uma nova janela para digitar as teclas atribuídas.
    22. Clique no botão Play para reiniciar a gravação e iniciar a observação do teste ativo de domesticidade.
    23. Pressione a tecla J quando o mouse é observado a "pular" durante o teste de domesticidade ativo.
    24. Pressione a tecla W pelo menos 0,3 s (pelo menos três intervalos na janela) quando o som do temporizador é ouvido em 60 s. Em seguida, inicie a observação do teste passivo domesticidade.
    25. Pressione a tecla J quando o mouse é observado a "pular" durante o teste de domesticidade passiva.
    26. Clique no botão Stop para interromper a observação de vídeo quando o temporizador som é ouvido em 60 s.
    27. Clique no botão voltar e digite um novo nome de arquivo para a saída de dados CSV.
  3. Resumir os dados
    1. Salve todos os arquivos de dados brutos (CSV) na mesma pasta com o arquivo complementar 2. xlsm (2 de materiais suplementares).
    2. Abra o arquivo complementar 2. xlsm e clique no botão de resumir .
    3. Salvar os resultados como um arquivo separado e usá-lo para posterior análise do comportamento de domesticidade.

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Resultados

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Realizamos anteriormente a criação seletiva para domesticação ativa em camundongos miceandsuccessfully produzido que mostrou um alto nível de domesticação ativo6. Os resultados representativos de testes para os grupos selecionados e não selecionados de ratos na 15ª geração (G15) são mostrados na Figura 4a domesticidade. Os ratos do grupo selecionado marcaram mais alto no teste ativo de domesticidade, exibindo uma duração sig...

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Discussão

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

Os resultados representativos cobrem nove índices comportamentais da domesticidade ativa, passiva domesticidade e testes de estadia-na-mão. Uma comparação dos escores entre os selecionados e grupos de controle revelaram diferenças claras em domesticidade. Esses resultados mostram que os três testes são válidos para medir a domesticidade em camundongos.

Níveis de domesticação de animais podem ser difícil de quantificar empiricamente. Vários métodos foram desenvolvidos para avaliar a domesticida...

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Divulgações

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

Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

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

Este trabalho foi financiado pelo Grants-in-Aid para pesquisa científica (KAKENHI) da seguinte forma: 15H 05724, 01491 de 16H e 15H 04289.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
aparelho de campo abertoO' Hara & Co. Ltd.OF-3102400 &vezes; 400 vezes; Câmera digital compacta de policloreto de vinila acinzentada de 400 mm
Ricoh Company, Ltd.A produção do CX-5na empresa é feita de
luvas puras de látexAS ONEBioLab, cronômetro IKG-8002
Desinfetante SEIKOSSBJ018
IodophorEcolab G.K. (CLEA Japão)CL-4123Mikro Klene

Referências

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