Name: C. elegans Takip ve Davranış Ölçme (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Öğrenin, C. elegans davranışlarını yüksek hızlı izleme mikroskobu ve boyut indirgeme teknikleriyle nasıl niceliksel olarak analiz edeceğinizi. Bu yöntem genetik ve nöronal mekanizmaları anlamak için güçlü bir araç sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

1. Takip Mikroskop Açıklaması <ol><li> Bir agar bir fiber ışık kaynağı tarafından aydınlatılır ve bir kamera ile görüntülenir. Bu sistem, X, Y çeviri aşama için monte edilir. </li><li> Sahne bir step motor denetleyicisine bağlı olan standart step motorları tarafından taşınır. </li><li> Denetleyici ve kamera bilgisayara bağlı ve LabVIEW yazılmış özel programlar tarafından kontrol edilir. </li><li> Kamera görüntüleri bir agar plaka yüzey ve hafif bir arka plan üzerine koyu nesneleri tanımlar. </li><li> Bilgisayar programı gerçek zamanlı olarak herhangi bir nesne ölçmek böylece görüntü kalitesi ayarlanır. Kazanç, parlaklık ve kameranın çekim hızı beyaz bir arka plan üzerinde koyu bir nesne sağlamak için ayarlanabilir. </li><li> Otomatik kalibrasyon işlemi için bir kalibrasyon işareti bir solucan kıracağıyla agar yüzeyini alay tarafından yapılır. </li><li> Izleme programı tarafından kullanılan filtre, ikili resmi kontrol edilebilir. </li><li> Öylesineftware bir test nesne sabit bir mesafe hareket ettirerek kalibrasyon matrisi hesaplayan otomatik kalibrasyon özelliğine sahiptir. </li><li> Piksel Mesafeler kalibrasyon matrisi step motor tarafından atılan adımların kalibre edilmektedir. </li><li> Kalibrasyon sonra sistem gitmek için hazır olduğunu ve büyütme değiştirilmediği sürece veya kameranın yönü değiştirilmiş ise yeniden kalibre edilmesi gerekmez. </li></ol> 2. Takip Tabaklar ve C. hazırlanması Takip için elegans <ol><li> Bir bakır halka solucanlar ağıl ve plakasının kenar geçme onları tutmak için kullanılır. Bakır, yerel bir kimyasal bir engel oluşturur ve deney (&lt;1 saat) süreleri için başka solucan hareket etkilemez. Bir ısı bloğu veya eşdeğer yerleştirerek ilk halkası ısıtın. </li><li> Taze bir agar plakası üzerine il halkası (% 1.7 Bacto Agar,% 0.25 &#39;lik Bacto-pepton,% 0.3 NaCl, 1 mM CaCl2, 1 mM MgSO4, 25 mM potasyum fosfat tamponu, 5 ug / mlkolesterol) ve agar yüzeyinden içine gömmek için hafifçe bastırın. </li><li> Yemek artıklarını onları yıkamak için bazı NGM tamponu (% 0.3 NaCl, 1 mM CaCl2, 1 mM MgSO4, 25 mM potasyum fosfat tamponu) ile dolu bir agar plaka üzerine L4 evre veya genç erişkin solucanlar seçin. Solucanlar birkaç dakika yüzmek edelim. </li><li> Dikkatle halkanın merkezine yakın izleme plaka üzerine tek bir solucan yerleştirin. Ve sonra solucanı izci üzerine plakası yerleştirin. </li></ol> 3. Solucan Takibi <ol><li> LabVIEW programı çalıştırın ve gerekirse (görüntüler için konum, resimler, ölçümler, kamera ayarları türleri) seçeneklerini belirleyin. </li><li> Joystick solucanın bir görüntü kadar mikroskop hareket kullanarak görüş alanı (bilgisayar ekranında) bulunmaktadır. Izleme program yapmaya &quot;parça&quot; tuşuna basın. </li><li> Bilgisayar programı aslında görüldüğü gibi bir ikili filtrelenen görüntüleri hareketlerini ölçer ve gerçek zamanlı olarak bu görüntü üzerinde ölçümler yapabilir </li><li> Kıçtasolucanı lokal şekil değişiklikleri ayrıntılı olarak görülebilir ve küresel yörünge bir yeniden izleme er, kademeli motor hareketlerine yapılabilir. </li></ol> 4. Veri Analizi <ol><li> Solucanın şekilleri parametreleştirmek skeletonizing betik (MATLAB) çalıştırın. (Şekil 2) </li><li> Iskeletize veri eigenmodes hesaplayın. (Şekil 3,4) </li><li> Şekil 5 göster. Şekildeki açıklayıcı veya temsilci sonuçları okuyun. </li></ol>

<ol><li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71-79 (1974).</li>
<li>de Bono, M., Maricq, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+substrates+of+complex+behaviors+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans.</a> Annu. Rev. Neurosci. (28), 451-501 (2005).</li>
<li>Pierce-Shimomura, J. T., Morse, T. M., Lockery, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fundamental+role+of+pirouettes+in+Caenorhabditis+elegans+chemotaxis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The fundamental role of pirouettes in Caenorhabditis elegans chemotaxis.</a> J. Neurosci. 19 (21), 9557-9569 (1999).</li>
<li>Gray, J. M., Hill, J. J., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+circuit+for+navigation+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">A circuit for navigation in Caenorhabditis elegans.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (9), 3184-3191 (2005).</li>
<li>Baek, J. H., Cosman, P., Feng, Z., Silver, J., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+machine+vision+to+analyze+and+classify+Caenorhabditis+elegans+behavioral+phenotypes+quantitatively%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Using machine vision to analyze and classify Caenorhabditis elegans behavioral phenotypes quantitatively.</a> J. Neurosci. Methods. 118 (1), 9-21 (2002).</li>
<li>Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dimensionality+and+Dynamics+in+the+Behavior+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Comput.+Biol%22%5BJournal%5D)">Dimensionality and Dynamics in the Behavior of C. elegans.</a> PLoS Comput. Biol. 4 (1), e1000028(2008).</li>
<li>Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+modes+to+movement+in+the+behavior+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">From modes to movement in the behavior of C. elegans.</a> PLoS One. 5 (11), e13914(2010).</li>
<li>Feng, Z., Cronin, C. J., Wittig, J. H. Jr, Sternberg, P. W., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+imaging+system+for+standardized+quantitative+analysis+of+C.+elegans+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">An imaging system for standardized quantitative analysis of C. elegans behavior.</a> BMC Bioinformatics. (5), 115(2004).</li>
<li>Ramot, D., Johnson, B. E., Berry, T. L. Jr, Carnell, L., Goodman, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Parallel+Worm+Tracker%3A+A+Platform+for+Measuring+Average+Speed+and+Drug-Induced+Paralysis+in+Nematodes%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The Parallel Worm Tracker: A Platform for Measuring Average Speed and Drug-Induced Paralysis in Nematodes.</a> PLoS One. 3 (5), e2208(2008).</li>
<li>Swierczek, N. A., Giles, A. C., Rankin, C. H., Kerr, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+behavioral+analysis+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">High-throughput behavioral analysis in C. elegans.</a> Nat. Methods. 8 (7), 592-598 (2011).</li>
<li>Leifer, A. M., Fang-Yen, C., Gershow, M., Alkema, M. J., Samuel, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+manipulation+of+neural+activity+in+freely+moving+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Optogenetic manipulation of neural activity in freely moving Caenorhabditis elegans.</a> Nat. Methods. 8 (2), 147-152 (2011).</li>
<li>Stirman, J. N., Crane, M. M., Husson, S. J., Wabnig, S., Schultheis, C., Gottschalk, A., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+multimodal+optical+control+of+neurons+and+muscles+in+freely+behaving+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Real-time multimodal optical control of neurons and muscles in freely behaving Caenorhabditis elegans.</a> Nat. Methods. 8 (2), 153-158 (2011).</li>
<li>Ben Arous, J., Tanizawa, Y., Rabinowitch, I., Chatenay, D., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+imaging+of+neuronal+activity+in+freely+behaving+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated imaging of neuronal activity in freely behaving Caenorhabditis elegans.</a> J Neurosci Methods. 187 (2), 229-234 (2010).</li>
<li>Wittenburg, N., Baumeister, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+avoidance+in+Caenorhabditis+elegans%3A+an+approach+to+the+study+of+nociception%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Thermal avoidance in Caenorhabditis elegans: an approach to the study of nociception.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96 (18), 10477-10482 (1999).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Lokomosyon ve doğal davranış çalışmada veri azaltma teknikleri ile ortak non-invazif izleme teknikleri gerektirir. Burada C. detaylı görüntülerini kaydeden izleme sistemi kullanımı kolay göstermiştir bir agar plaka yüzeyi üzerinde tarama gibi elegans davranış. Bu görüntülerin içerdiği bilgi miktarı büyük ve yüksek boyutlu olduğunu ve bu yüzden de sadece dört temel tedbirleri içine veri boyutluluğu azaltmak için yöntemler geliştirmişlerdir. Bu önlemler kapsamlı ve solucan davranışı açısından yorumlamak ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Kısım Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar (isteğe bağlı) </td></tr><tr><td> CCD kamera </td><td> Basler </td><td> A601f </td><td></td></tr><tr><td> Lens </td><td> Edmund Optik </td><td> MMS serisi </td><td></td></tr><tr><td> Fiber Aydınlatma </td><td> Dolan Jenner </td><td> DC-950H </td><td></td></tr><tr><td> Çeviri aşamasında </td><td> Deltron </td><td> LS3-4 </td><td></td></tr><tr><td> Step Motor </td><td> ABD dijital </td><td> MS23C </td><td></td></tr><tr><td> Step motor sürücü </td><td> Geko </td><td> G201 </td><td></td></tr><tr><td> Adım motor kontrolü </td><td> SimpleStep </td><td> SSXYZ </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Tüm programlama kodu kullanılabilir. Yazara bir istek e-posta gönderin. </td></tr></tbody></table>

c. elegans takip ve davranış Ölçme

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

Biz C. lokomotor davranışları ölçmek için enstrümantasyon, görüntü işleme ve veri analiz teknikleri geliştirdiler elegans bir agar plaka yüzeyi üzerinde tarama gibi. Davranış, C. genetik, biyokimyasal ve nöronal temelini çalışma için Bu mikroskop mükellef, genetik uysal ve taksiler, öğrenme ve sosyal etkileşim 1,2 dahil olmak üzere karmaşık davranışlar, bir dizi gösterir çünkü elegans ideal bir organizmadır. Onlar agar plaklarına sürün solucanlar hareketleri izlemeye dayalı Davranış analizi duyusal davranışları 3, lokomosyon 4, ve genel mutasyonel fenotipleme 5 çalışmada özellikle yararlıdır olmuştur. Sistemimiz solucanlar hiçbir mekanik uyarana solucan iletilir sağlayan sabit bir agar plaka üzerinde taradığı gibi kamera ve aydınlatma sistemi hareket ettirerek çalışır. Bizim izleme sistemi kullanımı kolay ve yarı-otomatik kalibrasyon özelliği içerir. Bir chatüm video izleme sistemlerinin llenge bunu boyutlu özünde yüksek veri büyük miktarda üretir olmasıdır. Bizim görüntü işleme ve veri analiz programlarının kapsamlı sadece 3-4 boyutları 6,7 fonksiyonu olarak solucanlar davranışı yeniden bağımsız bileşenler, bir dizi içine solucan şekli azaltarak bu meydan başa. Işleminin bir örnek olarak, sonsuz dişli bir faz özel bir şekilde onun ters durumuna girer ve çıkar olduğunu göstermektedir.

Örnek: yem, C. elegans geçişler ileriden genellikle ileri hareket durumuna dönmeden önce bir uyarlanmasını (omega dönüş) gerçekleştirirken, hareket ters. Bu geçiş nicel hareket toplayıcılık desen anlamak ve aynı zamanda solucan motor kontrolü önemlidir. Lokomosyon davranış ince ayrıntılarını ortaya çıkarmak için güç bizim izci cihaz kullanılarak görülebilir. Bir örnek olarak ters ve ~ 30 dakika agar plaka üzerinde serbestçe sürünerek solucanlar yüksek çözünürlüklü fotoğraf çekimi il...

Biz kayıt ve sayısal bir video-hızı izleme mikroskop sistemi geliştirdik<em&gt; C. elegans</emYüksek çözünürlüklü ve yüksek hızlarda&gt; davranışı. Biz de tamamen solucanın şeklini tanımlayan ölçümleri temel bir dizi solucan görüntülerin boyutluluğu azaltmak için hesaplamalı yöntemler geliştirmişlerdir.

C. elegans Takip ve Davranış Ölçme

C. elegans'ın ... üzerinde sürünürken sergilediği lokomotor davranışı nicelleştirmek için enstrümantasyon, görüntü işleme ve veri analizi teknikleri geliştirdik.

Fenotipleme. C. elegans'ın lokomosyonu, C. elegans davranışında rol oynayan genlerin ve nöronların keşfi için önemli bir araçtır. C. elegans, şekillerini değiştirerek ileri ve geri hareketler ile çeşitli dönüş türleri gibi stereotipik lokomotor davranışlar sergiler. Bu hareketleri uzun mesafelerde ve yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlükte nicelleştirmek için, C. elegans'ın bir agar plaka yüzeyinde sürünürken hareketlerini kaydetmek amacıyla bir solucan takip sistemi kurduk.Ayrıca, LabVIEW ve MATLAB kullanılarak laboratuvarda yazılan özel programlar aracılığıyla bu hareketleri izole etmek ve nicel olarak analiz etmek için bir yazılım geliştirdik. Tüm video takip sistemlerinin karşılaştığı zorluk, yüksek boyutlu ve çok büyük miktarda veri üretmeleridir. Görüntü işleme ve veri analiz programımız, solucan formlarını bir dizi bağımsız bileşene indirgeyerek bu zorluğun üstesinden gelmektedir; böylece solucan davranışını yalnızca üç ila dört boyutun bir fonksiyonu olarak kapsamlı bir şekilde yeniden yapılandırdık.Bir agar plakası, fiber ışık kaynağı ile aydınlatılır ve bir kamera ile görüntülenir. Bu sistem bir XY translasyon tablasına monte edilmiştir. Tabla, bir step motor kontrolörüne

c-elegans-tracking-and-behavioral-measurement

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Araştırmacılar, solucanların algıladığı ve tepki verdiği bir elektrik alanı uygulayarak C. elegans'ta isteğe bağlı hareketi tetikleyebilir. Bu videoda elektrotaktik davranış tanıtılır ve mikroakışkan bir cihazda yapılan örnek bir protokol gösterilir.

Elektrotaksi Deneyi: C. elegans'ta Hareketi Gözlemlemek İçin Bir Yöntem

Bu videoda, bir arenada solucan hareketini kaydetmek için video ve izleme yazılımının kullanımı açıklanmaktadır. Örnek protokol, etanol maruziyetinin solucan hareketi üzerindeki etkisini ölçer.

C. elegans Hareket İzleme: Solucanlarda Hareketi Değerlendirmek İçin Bir Yöntem

Bu video, vahşi tip veya ALS-mutant insan TDP-43 proteinini eksprese eden C. elegans'daki motor disfonksiyonu değerlendirmek için bir radyal hareket testinin kullanımını göstermektedir. Farklı seviyelerde vahşi tip veya mutant TDP-43 ekspresyonuna sahip solucanların sürünmesine izin verilir ve hareketleri, tahlil plakası üzerindeki merkezi noktadan kat edilen radyal mesafe ile ölçülür. Test, farklı C. elegans suşlarının kat ettiği mesafeye bağlı olarak hafif, orta ve şiddetli motor bozukluklar...

C. elegans Modellerinde Motor Bozukluğun Radyal Hareket Testi Kullanılarak Değerlendirilmesi

Içinde isteğe bağlı hareket ikna etmek için bir yarı-otomatik mikro-elektro-akışkan...

On-talep Kantitatif Analiz için mikroakışkan tabanlı Electrotaxis<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; &#39;Locomotion

C. elegans davranış üzerindeki etanol etkilerini incelemek için yararlı bir modeldir. Bu davranış analizi, sürünen solucanların lokomesyon hızındaki etanol etkilerini nicel olarak belirler; bu analiz ile hem başlangıç hassasiyeti hem de etanol için akut fonksiyonel tolerans gelişimi ölçülebilir.

Locomotion Speed ​​Etanol Etkilerinin Ölçülmesi için bir Testi<em&gt; Caenorhabditis elegans</em

Burada C. elegans'ta gelişimsel süreçlerin nasıl izleneceği ve nicelleştirileceği gösterilmektedir. Sunulan yöntemler, kolayca uygulanabilen açık kaynaklı araçlara dayanmaktadır. 3B hücre şekli modellerinin nasıl yeniden yapılandırılacağı, hücre altı yapıların manuel olarak nasıl izleneceği ve kortikal kasılma akışının nasıl analiz edileceği gösterilmiştir.

Gelişim Süreçleri İzleme ve nicel<em&gt; C. elegans</em&gt; Açık kaynak Araçlarını Kullanma

sıvı içinde nematod yüzme davranış bilgisayar tabanlı analiz için etkin ve basit bir yöntem tarif edilmektedir. Yöntem C. elegans laboratuarlar için hiçbir yatırım çok az gerektirir. kullanılan donanım standart ve davranışsal analizi (Celest) için bilgisayar yazılımı açık kaynak kodlu bir tanesidir.

ve Otomatik Analizi<em&gt; C. elegans</emCelest Yazılım Kullanma&gt; Deniz Davranışı

Nematodun, Caenorhabditis elegans'ın , nüfusa dayalı bir deneyde çözünür bileşikler için tercihinin otomatik analizini sağlayan bir davranış kayıt kurulumu ve protokolü sunuyoruz. Bu makale bir davranış odasının inşasını, davranışsal analiz protokolünü ve video analiz yazılımının kullanımını anlatıyor.

Nematod Popülasyona Dayalı Kemoterapi Tercihi Testinin Otomatik Analizi

Biz yüksek üretilen iş Caenorhabditis elegansbüyük popülasyonlarda fenotipik karakterizasyonu sağlayan geniş görüş alanı nematodunun izleme platformu (WF-NTP) kullanarak iletişim kurallarını açıklar. Bu protokoller mutant suşları veya yüksek ölçeklenebilir bir moda farmakolojik tedaviye yanıt ince davranış değişiklikleri tanımlamak için kullanılabilir.

Otomatik davranış analizi büyük C. elegans nüfus kullanarak bir geniş alan bakış açısı izleme platformu

Bu çalışma, C. elegans complex I hastalığı gaz-1(fc21)solucanlarında, yani ZebraLab (orta verimli bir test) ve WormScan'da (yüksek verimli bir test) iki yarı otomatik lokomotor aktivite analizi yaklaşımı için protokoller sunar ve nematod davranışını ve entegre nöromüsküler işlevi ölçmek için çok çeşitli araştırma yöntemleri arasında karşılaştırmalı analiz sağlar.

Caenorhabditis elegans Mitokondriyal Hastalık Modellerinde Hayvan Aktivitesini Ölçmek için Deneysel Yöntemlerin Karşılaştırmalı Analizi

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.

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

Öğrenin, C. elegans davranışlarını yüksek hızlı izleme mikroskobu ve boyut indirgeme teknikleriyle nasıl niceliksel olarak analiz edeceğinizi. Bu yöntem genetik ve nöronal mekanizmaları anlamak için güçlü bir araç sunar.

C. elegans Takip ve Davranış Ölçme

Daha fazla video keşfet