C. elegans Çim Önleme Testi için Akıllı Telefon Tabanlı Bir Görüntüleme Yöntemi

Özet

Bu makalede, Caenorhabditis elegans'ın çimden kaçınma davranışını, akıllı telefon ve ışık yayan diyot (LED) ışık kutusu gibi hazır bulunan öğeleri kullanarak kaydetmenin basit, düşük maliyetli bir yöntemi açıklanmaktadır. Ayrıca, video dosyasını saymaya daha uygun bir formatta işlemek için bir Python betiği de sağlıyoruz.

Özet

Toksik veya patojenik bakterilere maruz kaldığında, nematod Caenorhabditis elegans , solucanların yavaş yavaş besin kaynaklarını terk ettiği ve bakteriyel çimlerin dışında kalmayı tercih ettiği öğrenilmiş bir çimden kaçınma davranışı sergiler. Tahlil, solucanların zararlı koşullara uygun şekilde yanıt vermek için dış veya iç ipuçlarını algılama yeteneğini test etmenin kolay bir yoludur. Basit bir tahlil olmasına rağmen, özellikle birden fazla numunede sayma zaman alıcıdır ve bir gecede yayılan tahlil süreleri araştırmacılar için elverişsizdir. Uzun bir süre boyunca birçok plakayı görüntüleyebilen bir görüntüleme sistemi kullanışlıdır ancak maliyetlidir. Burada, C. elegans'ta çimlerden kaçınmayı kaydetmek için akıllı telefon tabanlı bir görüntüleme yöntemini açıklıyoruz. Yöntem, iletilen bir ışık kaynağı olarak hizmet etmek için yalnızca bir akıllı telefon ve ışık yayan diyot (LED) ışık kutusu gerektirir. Boş hızlandırılmış kamera uygulamalarını kullanarak, her telefon çim dışındaki solucanları manuel olarak saymak için yeterli keskinlik ve kontrastla altı plakaya kadar görüntü görüntüleyebilir. Elde edilen filmler, her saatlik zaman noktası için 10 s sesli video ara bırakma (AVI) dosyalarına işlenir, daha sonra saymaya daha uygun hale getirmek için her bir plakayı göstermek üzere kırpılır. Bu yöntem, kaçınma kusurlarını incelemek isteyenler için uygun maliyetli bir yoldur ve potansiyel olarak diğer C. elegans tahlillerine genişletilebilir.

Giriş

C. elegans'ı incelemenin birçok avantajı arasında, basit sinir sistemi, genetik ve hücresel düzeydeki değişikliklerin ağ fonksiyonunu ve davranışsal çıktıyı nasıl etkilediğini inceleme fırsatı sunar. Sınırlı sayıda nörona sahip olmasına rağmen, C. elegans çok çeşitli karmaşık davranışlar sergiler. Bunlardan biri, bakterivor nematodun bakteriyel çimleri terk ederek zararlı bir besin kaynağına tepki verdiği çimlerden kaçınmadır. C. elegans, patojenik bakteri ^1,2,3 çimlerinden, toksin üreten veya^toksinlerle çivilenmiş^{bakteri çimlerinden 1,4}

Protokol

1. Görüntüleme cihazının kurulması (Şekil 1A-E)

1. Aşağıdaki minimum gereksinimlere sahip bir akıllı telefon kamerasının mevcut olduğundan emin olun:
   12 megapiksel (MP) kamera
   1080p çözünürlüklü video
   5 GB depolama alanı (20 dakikalık video, 3-4 Gb'dir)
   Uygulama mağazasından hızlandırılmış video uygulaması (ücretsiz uygulamalar mevcuttur)
2. LED ışık kutusunu, tahlilin yapılacağı 25 ° C inkübatörün alt rafına yerleştirin.
3. LED ışık yüzeyindeki noktalı deseni gizlemek için, LED kutusunun tüm yüzeyini kaplayacak şekilde iki doku tabakası yayın.
4. Numune için yüksel....

Sonuçlar

Senaryo tarafından üretilen ilk video, tahlilin başlangıcından itibaren 1 saattir. Solucanlar tahlili çim içinde başlattığından 0 saat boyunca video kaydedilmez, bu nedenle doluluk oranı her zaman% 100'dür.

Vahşi tip N2 solucanları, çimden kaçınma kusuru literatürde iyi bilinen npr-1 mutantları ile karşılaştırılmıştır ^6,10 (Şekil 3A-E). Vahşi tipte görülebileceği .......

Tartışma

Doğrudan gözleme dayanmak yerine hayvan davranışlarını görüntülemek, sadece uygun değil, aynı zamanda görsel dokümantasyon bırakma avantajına da sahiptir. Bu, objektif bir üçüncü kişi tarafından kör analize izin verir veya görüntü tanıma tekniklerini kullanarak otomatik analiz için bile kullanılabilir. Avantajlara rağmen, genellikle sunulan standart ekipmanın maliyeti yüksektir, bu nedenle satın alındıktan sonra kuruluma bağlı kalınır.

Basit C. elegans davranışının video kayıtlarını t.......

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
35 mm Petri kabı	SPL	# 10035
Bacto agar	BD	# 214010
Bacto Peptone	BD	# 211677
CaCl < sub > 2 < / sub >	DAEJUNG	2507-1400
Kolesterol	BioBasic	CD0122
Dipotasyum hidrojen fosfat (K < alt > 2 < / sub>HPO4)	JUNSEI	84120-0350
Gliserol	BioBasic	GB0232
Kral B Suyu	MB hücre	MB-K0827
LED ışık kutusu çoklu ped	Artmate	Yok	Bu, izleme ve çizim amaçları için USB ile çalışan bir LED ışık pedidir. Artmate bir Kore markasıdır, ancak herhangi bir arama motorunda "izleme için LED ışık kutusu" araması, diğer markalardan çok sayıda seçenek sunmalıdır. Genel boyut yaklaşık 9 "x 12" (A4 boyutu). Örneğin, Amazon ABD'den: https://www.amazon.com/LITENERGY-Ultra-Thin-Adjustable-Streaming-Stenciling/dp/B07H7FLJX1/ref=sr_1_5?crid=YMYU0VYY226R&keywords= LED%2Blight%2Bbox& qid=1674183224& sprefix =led%2Blight%2Bbo%2Caps%2C270& SR=8-5& th=1
MgSO4	DAEJUNG	5514-4400
Plastik kağıt kılıf (şeffaf)	Smead	#85753	Biraz sertliğe sahip herhangi bir şeffaf plastik levha sahne olarak kullanılabilir. Örneğin, Amazon ABD'den: https://www.amazon.com/Smead-Organized-Translucent-Project-85753/dp/B07HJTRCT7/ref=psdc_1069554_t3_B09J48GXQ 8
Potasyum dihidrojen fosfat (KH2< / sub>PO4< / sub>)	JUNSEI	84185-0350
Güç şeridi ve nbsp;			3 telefonu ve bir LED kutusunu barındırmak için en az 4 prize ihtiyacınız vardır.
Akıllı Telefon N	/A	N/A	Minimum gereksinim: 12MP geniş kamera, 30 fps'de 1080p HD video kaydı
Sodyum klorür (NaCl)	DAEJUNG	# 7548-4100
Sodyum fosfat dibazik susuz (Na< sub > 2 < / sub >HPO< sub>4< / sub>)	YAKURI	# 31727