פיתוח CeleST נתמך על ידי NIH מענקי R21AG027513 ו U01AG045864. נתונים וכמה ייצוגי וידאו קצרים מעובדים מנתונים ואח Restif. (2014) 8, אשר פורסמו תחת רישיון Creative Commons (CC BY) רישיון http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. אנו מודים ריקרדו Laranjeiro לעזרת כתב יד.

צמיחת נמטודות 1. וטיפול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגדול סי אלגנס על צלחות פטרי המכילות תקן NGM מנוקדת coli OP50-1 Escherichia כמזון מקור 1-3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור תרבויות באינקובטור אשר שומרת על הטמפרטורה הרצויה. סי אלגנס גדל היטב 15 ל 25 מעלות צלזיוס, עם 20 מעלות צלזיוס להיות טמפרטורת הצמיחה הסטנדרטית. הערה: שחייה היא פנוטיפ חזק, אולם לשחות מרץ יכול להיות מושפע מגורמים סביבתיים לרבות זיהום על צלחות וחימום יתר של תרבויות ומגלשות. מאמצים רבים כדי לשמור על תנאים יציבים צריכים להיעשות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בחירה נמטודות תוצרת בית עשוי חוט פלטינה אטומה להבה לתוך מוט זכוכית לטפל העברת יחיד חי 4. </li></ol> 2. הגדרה עבור ניתוח שח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במערכת משולבת מורכבת סטראו, מצלמת CCD דיגיטלית, ותוכנות הקלטת וידאו דיגיטליות. רשות אישורי תוכנת CeleSTn לשמש במחשב נפרד. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסים את מיקרוסקופ עם בד כהה (למשל, הרגיש) כדי למנוע סנוור באזור טיפה לשחות בשקופית מיקרוסקופ ולשפר את איכות התמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את מרחק העבודה של מיקרוסקופ בהגדלה להופיע בתצוגה מלאה של האזור לשחות, ואת מראה הבסיס להשיג ניגוד חריף של חיות על הרקע. הגדר את התאורה אל שדה כהה לדמיין את גופותיהם של מבוגרים כמו לבן על רקע שחור, אשר עובד טוב מאוד להדמיה חישובית מעקב עם תוכנת ניתוח לשחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תשמור על עצמך כדי לשמור על אזור העבודה, מיקרוסקופ שקופיות, ולשחות טיפה מאוד נקי. רסיסים יכולים להפריע ניתוח על ידי שאטם את בשחייה החופשית של מבוגרים, וחוטים דקים של סיבים יכולים להתגלות כמו nonmoving חיות במהלך מעקב. </li></ol></li></ol> 3. הכנת בעלי חיים עבור ניתוח של כושר גופני נוזלי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> o פיפטה 60 μLf 1x M9 חיץ לתוך טבעת 10 מ&quot;מ מודפסות מראש בשקופית מיקרוסקופ. ודא הירידה לגמרי מכסה את האזור הפנימי של הטבעת. התוכנה מחלצת מידע נוסף שחייה באמצעות גודל הטיפה הזה הכיל בשקופית ממה שהוא היה אם ניצול צלחות multiwell. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיק יחיד נמטודות מבוגר ולהעביר אותם לתוך טיפת חיץ 1x M9, מזעור להובלת חיידקים שיכולים להעיב הנוזל. מזער חיידקים על ידי הראשון הצבת חיות להעברה צד של הצלחת שאינו מכיל הרבה דשא בקטריאלי, לתת להם לזחול, ואז בעדינות להרים אותם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעת העברת נמטודות לתוך הירידה, להשתמש בהיקף לנתח קרוב לתחנת הניתוח כדי להפחית את משך הזמן לשחות, אשר יכול להשפיע על התנהגותם של בעלי החיים 25. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המקום היחיד 4 מבוגרים בירידה אם הם עוברים במרץ דרכיהם לעתים קרובות. כמו הדרכה כדי למזער שחיינים חופפים (אשר מקעקעת ניתוח חישובית), לשקול הצבת4 חיות לכל טיפה כאשר הם פעילים כמו מבוגרי WT צעירים, בריאים 5 חיות לכל טיפה כשהם גדולים יותר ולהראות פחות מרץ. הערה: נמטודות WT הבריא אינסטינקטיבית להתחיל לשחות זמן קצר לאחר שיוצב בתוך נוזל. בעזרת מכוש נמטודות, בעדינות להפריד מבוגרי הטיפה אם הם גוש. </li></ol></li></ol> ניתוח 4. של כושר גופני בנוזל - הקלטת וידאו של שחייה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את השקופית עמוסה מבוגרים על בסיס של המיקרוסקופ להקליט השחייה שלהם. לכידת קטעי וידאו של 30 פרטים של התנהגות בעלי חי פרט בנוזל (וידאו 1), ודגימה של מספר רב של רשומות כאלה מושגות בקלות כאשר הוא מסתייע תוכנת CeleST 8,26; עם זאת, כבר לשחות תקופות עשויות להיות אידיאליות עבור מחקרים התנהגותיים ספציפיים אחרים 25. חשוב לציין, הקפד לשמור על אותה הגדלה לאורך כל ההקלטות מאז הבדלי הגדלת affecניתוח שחי t והשוואת הטית רצון. הערה: צעדים אלה ניתנים הדרכה באמצעות תוכנת הקלטת וידאו הדיגיטלית הנזכרת בטבלה של חומרים; תוכנת גישה פתוחה VirtualDub עשויה להחליף, אם כי לא בדקנו את זה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בהגדרות הבאות כמו הדרכה לניתוח לשחות מוצלח: גודל התמונה של 696 x 520 פיקסלים, רזולוציית תמונה של 0.02 מ&quot;מ / פיקסל, ולעומת שיעור של 18 מסגרות / s. גרסות ברזולוציה גבוהות של הגדרות אלה עשויות להקל מעקב אבל לא תשפענה על הצעדים מחושבים על ידי התכנית. הערה: אזור לשחות שמספקת ירידה של 60 μL של חיץ 1x M9 בשקופית מיקרוסקופ אין הרבה עומק, אשר ממזער כלפי מעלה ותנועה שחייה כלפי מטה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת הגדרות, עבור אל &#39;הקלטה&#39;, להגדיר &#39;גודל רצף הגבל&#39; ל &#39;545 מסגרות בדיסק&#39;. תחת אותו כותר, סמן את התיבה &#39;מנהל הקלטה השתמש&#39;. לחץ ה recor הערוך הנוכחיתסריט דינג ... &quot;כפתור, ותחת &#39;פקודות&#39;, בחר &#39;גזל Frame&#39;, ותחת &#39;עצור תנאי&#39;, זן &#39;עצור לאחר 0: 00: 30.00&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להקליט, בחר &#39;רצף חדש ב- RAM&#39; תחת הכותרת הביתה, ולאחר מכן לחצו על הלחצן האדום רקורד. התוכנה תהיה לתפוס 545 מסגרות למעלה מ -30 s עם המצלמה הדיגיטלית ומחזיקה אותם בזיכרון RAM. </li></ol> ניתוח 5. כושר גופני בנוזל - טיפול וידאו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שבר את הווידאו לתוך רצף של מסגרות תמונה על ידי לחיצה על הכותרת הביתה ובחירת &#39;רצף מלא ייצא אל ...&#39; בתוכנת צריבת וידאו. הערה: תוכנת הקלטת וידאו הדיגיטלית יכולה לחסוך את המסגרות .bmp, .jpg, .tif, או .png, כל מה שיכול להיקרא על ידי תכנית הניתוח לשחות שהוצגה כאן. שים לב .tif קבצים להשתמש שטח אחסון נוסף, אבל כמה פורמטים כגון .jpg ייתכן שאיכות התמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את תכנית הניתוח לשחות מ b MATLABy לחיצה על כפתור ההפעלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במסך הבית של תכנית הניתוח לשחות, השתמש &#39;הוסף וידאו אחד&#39; או &#39;הוסף סרטונים מרובים &quot;כפתורים כדי להעלות רצפים של תמונת מסגרות אחד בכל פעם או בקבוצות תוך הצמדת תוויות רלוונטיות כגון גנוטיפ, תאריך, בדיקת משך . התוכנה יוצרת מסד נתונים של הרצפים שכותרתו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר מעקב סימולטני של בעלי חיים רבים של רצפים נטענים ע&quot;י לחיצה על &#39;1. קטעי וידאו תהליך &#39;. במסך החדש, בחר את הסרטונים הרצויים בתיבה מהשמאל ולחץ, &#39;הוסף לרשימה&#39;. עבור כל סרטון, לחץ על שם ברשימה הימנית העליונה כדי להציג את התמונה הראשונה של הווידאו בפינה הימנית התחתונה. לתחום את אזור לשחות ידי בחירת 3 נקודות בתוך הטבעת, וליזום עיבוד באמצעות לחיצה על &#39;תהליך כל הסרטונים המפורטים לעיל &quot;. צג התקדמות העיבוד בתחתית המרכז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר השלים, &#39;סגור&#39; מסך עיבוד וידאו. </li></ol> 6. ניתוח של כושר גופני נוזלי - מדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על &#39;2. אמצעים לחשב &#39;כדי לפתוח מסך חדש שבו סרטוני מעובד ניתן להעלות, אחד בכל פעם, כדי לאמת או לדחות את המעקב של חיות יחידות. וידאו שעובד יופיע ברשימה בצד שמאל ששמים וידאו ניתן ללחוץ כדי להעלות את הסרטון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש צעד במדריך זה להתמקד בתחומים של שיחות שלא נענו מעקב (בלוקים אדומים) בניגוד המעקב מוצלח (בלוקים ירוקים). הערה: לחלופין, אפשר לסמוך על הפלט האוטומטי של מעקב חוקי מאז התוכנה יש מערכת מעקב חזקה (94.1% תוקפים כפי שנצפה 2,020 בעלי חיים מ -404 קטעי וידאו 8). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מצא את &#39;תוקפן של הגוף המפולח&#39; בסרגל הצבע הראשון על פני המסך במחצית התחתונה. אחוז &#39;המסגרות חוקית&#39; הוא בירוק, והאחוז &#39;המסגרות שנדחו&#39; הוא באדום. ≥80% של מסגרות תקפות לרמוז כי אני עוקבnformation המשמשים לחישוב מדדים מגיע מ -432 מסגרות לפחות מתוך 540 בתוך 30 שניות לשחות משפט רשמה ב 18 מסגרות / s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נווט בקלות ולשנות גושיים תקפים / דחה מסגרות הניצול &#39;הבלוק הבא&#39;, &#39;תוקף חלף&#39;, &#39;בלוק ספליט&#39;, ו &#39;frame הבודד של אופציות. במקרה נדיר 2 חיות הצטלבו בתוך אזור לשחות צפוף, לעבור בין מספרי הזהות שלהם על פני טווח מסגרת מסוימת עם כפתור &#39;החלף&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצגת הגרפים הברים במחצית התחתונה של המסך לקבלת מידע נוסף על מעקב ומופעים חופפים. אורכו של הגוף המפולח (אורך הגוף של בעל חיים לכל מסגרת) עולה בקנה אחד עם מקרים חופפים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם כל כתמים בהירים על הווידאו להפריע ניתוח, להתאים אזורים בהירים באזור לשחות ידי בחירת הפונקציה &#39;Glare האזורים&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על &#39;שמור ואמצעים לחשב&#39; להציל את הקלט תוקף לפני למעלהטעינה אחרת עיבוד וידאו. בשלב זה התוכנה מחשבת, ברקע (לא יוצג בפני המשתמש), מפות העקמומיות של ביצועים לשחות של חיות הפרט לבין הפרמטרים המצוינים להלן (וידאו 2). הערה: הפרמטרים שנמדדו כי הם התמקדו כאן מתוארים בטבלה 1. שיעור ייזום הגל, מספר גל גוף, אסימטריה, למתוח, ומסתלסל מחושבים על בסיס מפות עקמומיות שתוכנת מחשב עבור החיות; הנסיעות מהירות, משיחת מכחול, ופרמטרי מדד הפעילות אינם מבוססים על מפות עקמומיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על סגור כדי לצאת ממסך &#39;האמצעים לחשב&#39;. </li></ol> ניתוח 7. של כושר גופני נוזלי - יציאה של תוצאות הערה: התוכנה יכולה לדווח על אמצעים מרובים של תנועה לשחות, אשר מכסים מ אל הגלוי תכונות התנהגותיות מאוד עדין לא הבקיע בקלות על ידי העין (וידאו 3 ו -4). כאןהדגש הוא על 8 פרמטרים, כי בדרך כלל להראות טווח דינמי טוב: שיעור ייזום גל, מספר גל גוף, אסימטריה, למתוח, קרלינג, מהירות נסיעה, משיחת מכחול, ומדד פעילות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במסך הבית של התוכנית, לחץ על &#39;3. הצג תוצאות &#39;כדי לקבל את פלט ניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת קבוצות מדגם לטיפול סטטיסטי על ידי בחירת הרצפים נתחו הרצויים של מסגרות בתיבה מהשמאל והעברת לתוך קבוצת מדגם חדשה או קיימת על ידי לחיצה על &quot;הוסף המדגם שנבחר &#39;או&#39; הוסף לדוגמא חדשה &#39;כפתורים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על &#39;גרפי צג עבור הדגימות אלה &quot;ללכת למסך שני המציג את הגרפים ונתונים סטטיסטיים מרכזית של הדגימות עבור כל אחד 8 את הפרמטרים שעל בחירה על החלק העליון של המסך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם ירצה, להתאים את הייצוג של הגרפים הברים בפינה השמאלית העליונה של המסך באמצעות &#39;הצבעים&#39;, &#39;# של היסטוגרמות&#39;, ו- &#39;המספר של תולעים&#39; סלקטורים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשתמש&#39;היסטוגרמות 2D&#39; לתכנן שילובים של כל שני פרמטרים דרך &#39;מדוד על ציר X&#39; ו &#39;מדוד על ציר Y&#39; הנפתחת תפריטים בצד שמאל של המסך. לחץ על &#39;סגור&#39; כדי לצאת ולחזור למסך &#39;תוצאות התצוגה&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש &#39;ייצוא ...&#39; כפתור בפינה השמאלית העליונה של המסך כדי לשמור את הנתונים המספריים מפורט כקובץ csv לפתוח להמשיך לתפעל בתוכנית גיליון אלקטרוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> &#39;סגור&#39; המסך &#39;הצג תוצאות&#39; כדי לחזור למסך הבית ולחץ על &#39;יציאה&#39; כדי להבטיח חיסכון של מסד הנתונים המכיל את רצפי וידאו מנותח. </li></ol>

<ol>
	<li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans.">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71-94 (1974).</li><li>Stiernagle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maintenance+of+C.+elegans.">Maintenance of C. elegans.</a> WormBook. , 1-11 (2006).</li><li>Gallagher, T., Kim, J., Oldenbroek, M., Kerr, R., You, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ASI+regulates+satiety+quiescence+in+C.+elegans.">ASI regulates satiety quiescence in C. elegans.</a> J Neurosci. 33 (23), 9716-9724 (2013).</li><li>Brown, A. E., Yemini, E. I., Grundy, L. J., Jucikas, T., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dictionary+of+behavioral+motifs+reveals+clusters+of+genes+affecting+Caenorhabditis+elegans+locomotion.">A dictionary of behavioral motifs reveals clusters of genes affecting Caenorhabditis elegans locomotion.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (2), 791-796 (2013).</li><li>Herndon, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stochastic+and+genetic+factors+influence+tissue-specific+decline+in+ageing+C.+elegans.">Stochastic and genetic factors influence tissue-specific decline in ageing C. elegans.</a> Nature. 419 (6909), 808-814 (2002).</li><li>Restif, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CeleST:+computer+vision+software+for+quantitative+analysis+of+C.+elegans+swim+behavior+reveals+novel+features+of+locomotion.">CeleST: computer vision software for quantitative analysis of C. elegans swim behavior reveals novel features of locomotion.</a> PLoS Comput Biol. 10 (7), e1003702 (2014).</li><li>Ibanez-Ventoso, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulated+microRNA+expression+during+adult+lifespan+in+Caenorhabditis+elegans.">Modulated microRNA expression during adult lifespan in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 5 (3), 235-246 (2006).</li><li>Hahm, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C.+elegans+maximum+velocity+correlates+with+healthspan+and+is+maintained+in+worms+with+an+insulin+receptor+mutation.">C. elegans maximum velocity correlates with healthspan and is maintained in worms with an insulin receptor mutation.</a> Nat Commun. 6, 8919 (2015).</li><li>Hsu, A. L., Feng, Z., Hsieh, M. Y., Xu, X. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+by+machine+vision+of+the+rate+of+motor+activity+decline+as+a+lifespan+predictor+in+C.+elegans.">Identification by machine vision of the rate of motor activity decline as a lifespan predictor in C. elegans.</a> Neurobiol Aging. 30 (9), 1498-1503 (2009).</li><li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+aging+in+the+nervous+system+contributes+to+age-dependent+motor+activity+decline+in+C.+elegans.">Functional aging in the nervous system contributes to age-dependent motor activity decline in C. elegans.</a> Cell Metab. 18 (3), 392-402 (2013).</li><li>Gerstbrein, B., Stamatas, G., Kollias, N., Driscoll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+spectrofluorimetry+reveals+endogenous+biomarkers+that+report+healthspan+and+dietary+restriction+in+Caenorhabditis+elegans.">In vivo spectrofluorimetry reveals endogenous biomarkers that report healthspan and dietary restriction in Caenorhabditis elegans.</a> Aging Cell. 4 (3), 127-137 (2005).</li><li>Husson, S. J., Costa, W. S., Schmitt, C., Gottschalk, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keeping+track+of+worm+trackers.">Keeping track of worm trackers.</a> WormBook. , 1-17 (2012).</li><li>Yemini, E., Jucikas, T., Grundy, L. J., Brown, A. E., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+database+of+Caenorhabditis+elegans+behavioral+phenotypes.">A database of Caenorhabditis elegans behavioral phenotypes.</a> Nat Methods. 10 (9), 877-879 (2013).</li><li>Wang, S. J., Wang, Z. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Track-a-worm,+an+open-source+system+for+quantitative+assessment+of+C.+elegans+locomotory+and+bending+behavior.">Track-a-worm, an open-source system for quantitative assessment of C. elegans locomotory and bending behavior.</a> PLoS One. 8 (7), e69653 (2013).</li><li>Likitlersuang, J., Stephens, G., Palanski, K., Ryu, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C.+elegans+tracking+and+behavioral+measurement.">C. elegans tracking and behavioral measurement.</a> J Vis Exp. (69), e4094 (2012).</li><li>Tsechpenakis, G., Bianchi, L., Metaxas, D., Driscoll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+computational+approach+for+simultaneous+tracking+and+feature+extraction+of+C.+elegans+populations+in+fluid+environments.">A novel computational approach for simultaneous tracking and feature extraction of C. elegans populations in fluid environments.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 55 (5), 1539-1549 (2008).</li><li>Krajacic, P., Shen, X., Purohit, P. K., Arratia, P., Lamitina, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+profiling+of+Caenorhabditis+elegans+motility.">Biomechanical profiling of Caenorhabditis elegans motility.</a> Genetics. 191 (3), 1015-1021 (2012).</li><li>Pierce-Shimomura, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+analysis+of+crawling+and+swimming+locomotory+patterns+in+C.+elegans.">Genetic analysis of crawling and swimming locomotory patterns in C. elegans.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (52), 20982-20987 (2008).</li><li>Schreiber, M. A., Pierce-Shimomura, J. T., Chan, S., Parry, D., McIntire, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manipulation+of+behavioral+decline+in+Caenorhabditis+elegans+with+the+Rag+GTPase+raga-1.">Manipulation of behavioral decline in Caenorhabditis elegans with the Rag GTPase raga-1.</a> PLoS Genet. 6 (5), e1000972 (2010).</li><li>Fang-Yen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+analysis+of+gait+adaptation+in+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">Biomechanical analysis of gait adaptation in the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (47), 20323-20328 (2010).</li><li>Buckingham, S. D., Partridge, F. A., Sattelle, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated,+high-throughput,+motility+analysis+in+Caenorhabditis+elegans+and+parasitic+nematodes:+Applications+in+the+search+for+new+anthelmintics.">Automated, high-throughput, motility analysis in Caenorhabditis elegans and parasitic nematodes: Applications in the search for new anthelmintics.</a> Int J Parasitol Drugs Drug Resist. 4 (3), 226-232 (2014).</li><li>Ghosh, R., Emmons, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Episodic+swimming+behavior+in+the+nematode+C.+elegans.">Episodic swimming behavior in the nematode C. elegans.</a> J Exp Biol. 211 (Pt 23), 3703-3711 (2008).</li><li>Restif, C., Ibanez-Ventoso, C., Driscoll, M., Metaxas, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracking+C.+elegans+swimming+for+high-throughput+phenotyping.">Tracking C. elegans swimming for high-throughput phenotyping.</a> 2011 IEEE International Symposium on Biomedical Imaging: From Nano to Macro. , 1542-1548 (2011).</li><li>Friedman, D. B., Johnson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mutation+in+the+age-1+gene+in+Caenorhabditis+elegans+lengthens+life+and+reduces+hermaphrodite+fertility.">A mutation in the age-1 gene in Caenorhabditis elegans lengthens life and reduces hermaphrodite fertility.</a> Genetics. 118 (1), 75-86 (1988).</li><li>Johnson, T. E., Tedesco, P. M., Lithgow, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+mutants,+selective+breeding,+and+transgenics+in+the+dissection+of+aging+processes+of+Caenorhabditis+elegans.">Comparing mutants, selective breeding, and transgenics in the dissection of aging processes of Caenorhabditis elegans.</a> Genetica. 91 (1-3), 65-77 (1993).</li><li>Morris, J. Z., Tissenbaum, H. A., Ruvkun, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phosphatidylinositol-3-OH+kinase+family+member+regulating+longevity+and+diapause+in+Caenorhabditis+elegans.">A phosphatidylinositol-3-OH kinase family member regulating longevity and diapause in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 382 (6591), 536-539 (1996).</li><li>Lin, K., Dorman, J. B., Rodan, A., Kenyon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=daf-16:+An+HNF-3/forkhead+family+member+that+can+function+to+double+the+life-span+of+Caenorhabditis+elegans.">daf-16: An HNF-3/forkhead family member that can function to double the life-span of Caenorhabditis elegans.</a> Science. 278 (5341), 1319-1322 (1997).</li><li>Ogg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Fork+head+transcription+factor+DAF-16+transduces+insulin-like+metabolic+and+longevity+signals+in+C.+elegans.">The Fork head transcription factor DAF-16 transduces insulin-like metabolic and longevity signals in C. elegans.</a> Nature. 389 (6654), 994-999 (1997).</li><li>Ziv, E., Hu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+variation+in+insulin/IGF-1+signaling+pathways+and+longevity.">Genetic variation in insulin/IGF-1 signaling pathways and longevity.</a> Ageing Res Rev. 10 (2), 201-204 (2011).</li><li>Murphy, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+that+act+downstream+of+DAF-16+to+influence+the+lifespan+of+Caenorhabditis+elegans.">Genes that act downstream of DAF-16 to influence the lifespan of Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 424 (6946), 277-283 (2003).</li><li>Sulston, J. E., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-embryonic+cell+lineages+of+the+nematode,+Caenorhabditis+elegans.">Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans.</a> Dev Biol. 56 (1), 110-156 (1977).</li><li>White, J. G., Southgate, E., Thomson, J. N., Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+nervous+system+of+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314 (1165), 1-340 (1986).</li><li>Varshney, L. R., Chen, B. L., Paniagua, E., Hall, D. H., Chklovskii, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+properties+of+the+Caenorhabditis+elegans+neuronal+network.">Structural properties of the Caenorhabditis elegans neuronal network.</a> PLoS Comput Biol. 7 (2), e1001066 (2011).</li><li>Jarrell, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+connectome+of+a+decision-making+neural+network.">The connectome of a decision-making neural network.</a> Science. 337 (6093), 437-444 (2012).</li><li>Greenblum, A., Sznitman, R., Fua, P., Arratia, P. E., Sznitman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+segmentation+using+texture-based+models+for+motility+phenotyping.">Caenorhabditis elegans segmentation using texture-based models for motility phenotyping.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 61 (8), 2278-2289 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

שימוש סי אלגנס כמערכת מודל ממשיך לגדול עקב הגמישות הגנטית שלו, העקיבות ניסיון ואנטומיה מבואר לפרטים מוקפדים. למשל, המבנה העצבי והקישוריות של אנדרוגינוס אלגנס ממופה בבירור מחוץ 34-36, הקלת חקירות מאוד של מעגלים עצביים ספציפיים ששולטים התנהגויות מסוימות. 302 נוירונים מהווים את מערכת העצבים של אנדרוגינוס המבוגר, אשר תהליך מגוון רחב של מסרים חושיים לתפוקות התנהגותיים בסיסיות כמו תנועה. המבנה של מערכת עצבים הגברית יותר המורכבת אף תואר 37, מה שמאפשר מעגלי מין ספציפי לטפל. 37 התנהגות סי אלגנס נחקרה בהרחבה על צלחות תרבות סטנדרטיות המכילות תקשורת מוצקה. מאז WT C. elegans מהלך בגלים סינוסי לחיזוי על צלחות מלאות אגרו, סטיות מןתבנית כללית ניתן להבחין באמצעות עין וכבש ידני. גישה זו, עם זאת, הוא כפוף של קריטריון הנסיין היא עבודה אינטנסיבית. כלי חומרה ותוכנה שנועדו לעקוב ולמדוד C. elegans תנועה על תקשורת מוצקה להסיר את ההטיה הסובייקטיביות ולאפשר ללימודים בקנה מידה גדולה, המתיר שאלות ביולוגיות מתוחכמות יותר להיות מטופל. המאגר התנהגותי האחרון נוצר על ידי המעבדה שייפר 16 הוא דוגמא מצוינת של הרחבה אנליטית והעומק כי הושג עם מערכת חישובית לתנועה על צלחות. כאשר WT סי אלגנס מושם בנוזל, החיה מסתגלת בתנועתו במהירות לסביבה החדשה, ייזום לשחות. C. elegans שחייה מנצל מגוון רחב יותר של תנועה מאשר זוחל ויכול להיות יותר סדיר 8. תוכנות כמו CeleST נועדה למלא את הפער עבור ניתוח מפורט של C. elegans התנהגות בנוזל, permiquantitation tting של פרמטרים הקשורים בתנועה שאינו נמדדים בקלות על ידי עין האו&quot;ם בעזרת, או שניתן להשיג במהירות רבה יותר מאשר ניקוד ידני. ב 8 קשה h יחיד יכול לעבד עד 200 סרטונים, ~ 1,000 רשומות ליום. התוכנה מגדירה שחי פרמטרים בהערכה המשמשים טביעת אצבע מקיפה של כושר גופני והתנהגות. בנוסף להעשרת הבנה של ההיבטים המורכבים של התנהגות אלגנס בנוזל והשבילים המולקולריים שבבסיס שלהם, תוכנה זו יכולה לשמש כדי לחקור היבטים רבים של ביולוגיה ובן התייחסות תרופתית, הזדקנות, התנהגות ברורה. אנו מציגים כאן, בראייה הכוללת של השינויים לכמת המתרחשים התפקוד הפיזי של C. elegans מבוגרים כשהם מזדקנים היא דוגמה אחת של יישום כזה של התוכנה (עבור חשבון מפורט יותר, ראה Restif et al. 8). בהקשר של הזדקנות, פרמטרים שנמדדו כמה ירד תוךאחרים גדלו או לא שינו באופן עקבי סוג בר. מגמות אוששו במידה רבה על ידי הפרופיל חישובית של מוטציות אריכות ימים, ואת הפרופילים היחסיים של קבוצות ילדונת חינניות הרעות של אוכלוסיות מאותו גיל שומרים על תנאים סביבתיים אחידים. הרזולוציה הגבוהה של התוכנה יכולה גם לחשוף פנוטיפים עדין שלא היו ידועים קודם מוטנטים מאופיין בהרחבה (למשל, גיל-1 (hx546) באיור 1). ישנם כמה שלבים קריטיים במיוחד של הפרוטוקול המתואר. שמירה על סביבת טמפרטורה קבועה בין הסביבה לשחות ואת תרבות צלחת זן חשובה שחזור לשחות, כך מנסה כעת מעודדות מאוד ללכת מאמצים רבים כדי למנוע שינויי טמפרטורה אקראיים. תקשורת לשחות צריכה להיות באותה הטמפרטורה כמו הצלחות. כמו כן, תשומת לב קפדנית את גודל הטיפה עבור לשחות תעזור להבטיח שחזור. לבסוף, זה נבון לחשובמראש על ההעברה של קבצי וידאו גדולים המצטברים. עיבוד תמונות באתר מלבד המחשב לכידת וידאו מומלץ. השימוש בתוכנה מוצגת כאן לניתוח לשחות יש הגבלות מסוימות. ראשית, למרות התוכניות יכולות לעקוב אחר בעלי חיים מרובים בו זמנית, אם יותר מחמש חיות מנותחות במשותף, יש סיכוי מוגבר כי החיות תשחינה ברחבי לזה את תמונות וידאו. כאשר התוכנית אינה יכולה לקבוע באופן חד משמעי איזו חיה היה אשר, זה מצנזר מסגרות נתונים אלה. למרות תכונת תכנית זו מבטיחה כי נתונים עבור בעלי חיים בודדים הם באיכות גבוהה, היא מגבילה את התפוקה. שנית, התמונה צריכה להיות נקייה למדי, כי הוא חופשי של אבק, לכלוך ובוהק מן האורות, כמו אותות הקשורים גם יכול לבלבל את ניתוח התמונה. כפי שתואר בפרק פרוטוקול 2.1.1, השקעה נמוכה מאוד-טק שיכול מאוד לסייע לכידת תמונה על ידי ביטול סיבוכים עם תנודות in תאורה סביבתית היא לכסות את אזור הבמה עם בד כהה שאינו מאפשר אור הסביבה להגיע לשלב. שלישית, התכנית מותאמת לבעלי חיים בשלב מבוגרים. לשחות זחלים צעירים מאוד מהיר ויש גופים קטנים, אשר מגדיל שגיאה בתכנית. הרביעית, כמה תוכנות מנצל MATLAB, וכאשר ישנם שדרוגי גרסה ו / או שדרוגי מערכת הפעלה, כמה קישורי תכנית עשויים להיות מופר. נכון לעכשיו, התוכנה היא מותאמת לשימוש על 2015b MATLAB ו- Mac OS גרסת 10.10, אולם אנו מצפים בקרוב בכדי לפרסם גרסת תוכנה כי הוא חזק יותר נגד שינויים כאלה. לבסוף, קבצי נתוני וידאו עשויים להיות גדולים מהירים, דורשים שטח אחסון שיוקצו. לסיכום, המוצגת כאן היא מתודולוגיה פשוטה שניתן ליישם בקלות על ידי כל מעבדה ללא השקעה רבה כדי ליצור קטעי וידאו של C. elegans שחייה לניתוח CeleST. תכונות של חבילת התוכנה כוללות אוטומציה נרחבת של מעקב דרךניתוח, מעקב רב-חי בו זמנית, ושימוש בסיסי מתמטי (כלומר, אמצעי עקמומיות) כדי לכמת את פרמטרי הנידות ביותר. התוכנה היא קוד פתוח, עם קוד והדגמות זמין לציבור כמפורט Restif et al. 8. למרות התכנית כוללת ניתוח ראייה ממוחשבת מתקדם למעקב, מערכות מעקב שפורסם אחרות (למשל, גרינבלום et al., 2014 38) עולים בקנה אחד עם ניתוח הפרמטר של התוכנה המוצגת כאן. שיפורים עתידיים יופנו המרת התוכנה לתוך חבילה חזקה יותר כי אין להגביל את השימוש לגרסות הספציפיות של מערכות ההפעלה הנ&quot;ל (מסומן גם בטבלה של חומרים).

ההגדרה עד כמה גנטיקה, אפיגנטיקה, ניסיון, והתנהגות השפעה לסביבה הוא אתגר גדול בביולוגיה המודרנית. מודלים פשוטים, גנטי מקובלים כי ניתן לעקוב מחשוב ומדד יכול לתרום קריטי לקראת מטרה זו. נמטודות Caenorhabditis elegans הוא דגם אחד כזה. מטרת מאמר זה היא להדגים כיצד אלגנס לשחות תנועה ניתן לעקוב ונרשמת לחלץ מידע על שמונה תכונות רומן עם הרלוונטיות ביולוגיות. יש סי אלגנס אורך חיים קצר יחסית של כ 2 - 3 w ותקופה הרבייה של כ 4 ד בטמפרטורה של 20 מעלות 1,2 C. בתרבויות מעבדה סטנדרטיות, נמטודות מיקרוסקופים זה הוא גדלו על צלחות פטרי המכילות מדיה צמיחה נמטודות (NGM) פרוסות עם מקור מזון חיידקי 3,4. חיות WT N2 להזיז פעילות בגלים סינוסי אלגנטיים על צלחות מלאות אגרו; הם משנים את תנועת עכברושes בעת נדידה (המחפשים מזון), מגורים (גלישה), או מחל ארוחה (קפאון שובע פעיל) 5. ירידת ערך 6 או גיל 7-12 גם יכול לשנות התנועה באופן דרמטי על צלחות. גני מווסתי התנהגות, healthspan או הזדקנות, ניתן לאפיין מבחינה תפקודית על ידי ניתוח דפוסי תנועה אלגנס או תנועה. גישה אחת למדוד healthspan היא לסווג מבוגרי הזדקנות לשלושה סוגים (למשל, A, B, ו- C) על פי התנועה שלהם על צלחות, עם פעילות גופנית נמרצת כיתה להיות ומעמד להיות שיתוק C 7,8,13. למרות מיון ואיכותי הכולל שימושי לחשוף הבדלים בכושר גופני, בקטגוריות רחבות ללא גבולות ברורים ובכך הניקוד שלהם כפוף הנסיין משוא פנים. מספר גדל והולך של עוקבים העלה את האובייקטיביות, התחכום, ודיוק של הניתוח של C. elegans תנועהעל תקשורת המוצקה 14-18. C. elegans תנועה על צלחות מוגבלת בעיקר למישור שבו החיה יוצרת מגע עם המשטח המוצק של התקשורת. (ג elegans יכול גם לגרום חיפושים ידי הרמת הראש רחוק מהשאר של הגוף כי הוא עדיין בקשר עם משטח מוצק, מיצוב הגוף במטוסים רבים. עם זאת, התנהגות זו היא יוצאת דופן.) כאשר מכניסים נוזל, זה נמטודות יוזם תנועה גלית, או שחייה, כי תכונות תנועה ממדית נרחבת יותר, טווח גדול יותר של מהירות ועומק של תנועה, עלייה בשכיחות עם גיל של הקדמי נע באופן שונה מן האחוריים לעומת חיות על משטחים מוצקים. כתוצאת ניתוח מהיר של כושר גופני ותגובה לסביבה חדשה, נסיין יכול למקם חיה בודדת לתוך טיפת נוזל להבקיע שכיחותו של עיקולי גוף מתחת למשטח הביתור. הקלטת וידאו יכולה להקל scorings הווה והעתיד של מרץ השחייה שלבעל חיים. עם זאת, הגישה הידנית מגבילה את מספר תכונות שיכולים להיות בקיע, והוא מוגבל ומזומן בקיע חיה אחת בכל פעם. תנועה בנוזל כבר פחות בחנה מ תנועה על תקשורת מוצקה. אכן, יש כמה אפשרויות התוכנה כי הם חזקים וקלים ליישום במעבדה למדוד תנועה בנוזל 19-24. CeleST התוכנה (המבחן לשחות C. elegans) מציע פשטות שימוש והמתמטי מבוססת אמצעים המספקים נתונים (ציוני עקמומיות) רלוונטיים ישירות לאופי התנועה 8; (תיאור מפורט של תכונות ויתרונות Restif et al. 8). יתר על כן, ניתוח חישובית מאפשר להבהרת תכונות פנוטיפי כי הם בלתי אפשריים עבור העין האנושית להבקיע. הנה, נתונים המדגימים את הרזולוציה של גישת ניתוח זה מוצגים קל ליישם פרוטוקול להקליט ניסויים לשחות לניתוח CeleST הבא מתואר.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1764">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">REAGENT</td>
			<td style="width:256px;"></td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td style="width:649px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:484px;">N2</td>
			<td style="width:256px;">Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>C. elegans wild type (ancestral).</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:484px;">OP50 Escherichia coli</td>
			<td style="width:256px;">Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Biosafety Level: BSL-1.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:484px;">OP50-1 Escherichia Coli&#160;</td>
			<td style="width:256px;">Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Streptomycin resistant strain of OP50.&#160; Biosafety Level: BSL-1.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Streptomycin sulfate salt</td>
			<td style="width:256px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:375px;">S6501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Printed Microscope Slides&#160;</td>
			<td style="width:256px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:375px;">Gold Seal Fluorescent Antibody Microslides: 3032-002</td>
			<td>have two etched 10mm diameter circles delineated by white ceramic ink</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:484px;">Nematode Growth Medium (NGM)</td>
			<td style="width:256px;">For 1L: 17g Agar, 3g NaCl, 2.5g Peptone, 1mL 1M CaCl2, 1mL 5mg/mL Cholesterol in ethanol, 25mL 1M KPO4 buffer, 1mL 1M MgSO4, H2O to 1 L. Sterilize by autoclaving.</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook, 1-11, doi:10.1895/wormbook.1.101.1 (2006)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:484px;">M9 buffer</td>
			<td style="width:256px;">For 1L: 3g KH2PO4, 6g Na2HPO4, 5g NaCl, 1mL 1 M MgSO4, H2O to 1 L. Sterilize by autoclaving.</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook, 1-11, doi:10.1895/wormbook.1.101.1 (2006)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td style="width:256px;"></td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">EQUIPMENT</td>
			<td style="width:256px;"></td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">CeleST</td>
			<td style="width:256px;">Driscoll Lab, Rutgers University</td>
			<td style="width:375px;">C. elegans Swim Test</td>
			<td>Open Source, see http://celestmod.github.io/CeleST/ and http://celest.mbb.rutgers.edu/</td>
		</tr>
		<tr height="189">
			<td height="189" style="height:189px;width:484px;">MATLAB</td>
			<td style="width:256px;">www.mathworks.com/downloads</td>
			<td style="width:375px;">MatLab version 2015b (best)</td>
			<td style="width:649px;">The CeleST version demonstrated here has best functionality with Mac OS 10.10 and MatLab 2015b. MATLAB 2015B introduced changes to how MATLAB handled graphics, including a new coding convention and syntax. These changes resolved an issue that couldn&#39;t be resolved elegantly (primarily because the internals of MATLAB really needed the major graphics overhaul implemented in MATLAB 2015B). For this reason, CeleST should always be run on MATLAB 2015B or later versions. However for users without access to MATLAB version 2015B or later (or MATLAB at all), we have created a CeleST program that doesn&#39;t need MATLAB on the computer at al. An installer is downloaded by the prospective user and then it installs itself onto the computer through a couple prompts like most programs.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:484px;">Mac OS</td>
			<td>www.apple.com</td>
			<td style="width:375px;">Version 10.10</td>
			<td style="width:649px;">Currently, CeleST has been ported to the major operating systems (Windows, Mac, and Linux). The current code can be run on any of the operating systems and there are versions for each operating system that don&#39;t even require users to have MATLAB to use CeleST (this version requires a large download). The Windows version has been tested the least and is most prone to bugs as such. Linux has been moderately tested. And Mac has been and continues to be tested extensively (primarily because it&#39;s the operating system in our lab).</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Stereomicroscope&#160;</td>
			<td style="width:256px;">Zeiss</td>
			<td style="width:375px;">Stemi 2000-C&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Transmitted Light Base</td>
			<td style="width:256px;">Diagnostic Instruments</td>
			<td style="width:375px;">TLB 3.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Digital CCD Camera</td>
			<td style="width:256px;">QImaging</td>
			<td style="width:375px;">Rolera-XR Mono Fast 1394 (ROL-XR-F-M-12)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Digital Video Recording Software</td>
			<td style="width:256px;">Norpix</td>
			<td style="width:375px;">Streampix Version 3.17.2</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated analysis of c. elegans swim behavior using celest software

ביתור המעגלים העצביים ועל תוקפת מסדירי התנהגות עדיין מהווה אתגר מרכזי בביולוגיה. נמטודות Caenorhabditis elegans הוכיחו להיות אורגניזם מודל יסולא בפז עוזר להתמודד עם האתגר הזה, מן להפיח גישות טכנולוגיות, בניית connectome המוח האנושי, ממש לשפוך אור על הנהגים מולקולריים הייחודיים של דפוסים תפקודיים בסיסיים. חלק הארי של המחקרים התנהגותיים ב C. elegans בוצע על מצעים מוצקים. בנוזל, חיות מפגינות דפוסי התנהגות הכוללים ינועו בטווח של מהירויות ב -3 D, כמו גם תנועות גוף חלקית, כגון תלתל אחורי ללא שינוי צורה קדמית, אשר מציגות אתגרים חדשים כדי לכמת. השלבים של הליך פשוט, ושימוש תוכנה המאפשרת ניתוח ברזולוציה גבוהה של C. elegans לשחות התנהגות, מוצגים כאן. התוכנה, בשם CeleST, משתמשת תוכנת מחשב מתמחה העוקבתבעלי חיים רבים בו זמנית ומספק אמצעים הרומן של C. elegans תנועה בנוזל (שחייה). הצעדים מבוססים בעיקר בתנוחת חיה ובהתבסס על מתמטיקה המשמשת ראייה ממוחשבת דפוס הכרה, ללא דרישות חישוביים-offs לחתוך סף. כלי התוכנה יכול לשמש הוא להעריך תעוזת שחייה הכוללת מאה בעלים ממחקרים יצוו קטן משולבים לחשוף פנוטיפים רומן אפילו מוטציות גנטיות היטב מאופיינות. הכנת דגימות לניתוח עם CeleST היא פשוט נמוך-טק, מה שמאפשר הסתגלות רחבה על ידי הקהילה המדעית. השימוש בגישה חישובית המתואר כאן ולכן צריך לתרום להבנה טובה יותר של התנהגות ומעגלים התנהגותי במודל C. elegans.

על ידי ניתוח תנועה בנוזל (שחייה), פנוטיפים כי אינם עומדים לרשות חברה על תקשורת מוצקה (זחילה) ניתן הובהר. כדי לכמת שחי תנועה פתחנו תוכנה ספציפית המודד עשרה פרמטרי רומן של שחי התנהגות 8. שמונה השימושיים ביותר של פרמטרים אלה מתוארים בפירוט בטבלה 1. פרמטרים אלה נקראים שיעור ייזום גל, מספר גל גוף, אסימטריה, למתוח, קרלינג, מהירות נסיעה, משיחת מכחול, ומדד פעילות. מחקרים המדגימים את הכוח של התוכנה הגדירו את הירידה התפקודית של מאות מבוגרים ההזדקנות עם WT, התנהגותיים או אריכות ימים מוטציה רקע 8, ו ניתחו את למד היטב מוטציות אריכות ימים-1 גיל (hx546) ו daƒ-16 (mgDƒ50), אשר נמל מוטציות לשבש את מסלול איתות אינסולין הקבוע. גיל -1 הגן מקודד עבור phosphatidylinositide 3-kinase (PIK3למקטע קטליטי), וכאשר היא מטפחת את המוטציה hx546, גורם ללחץ הארכת תוחלת חי התנגדות 27-29. הגן daƒ-16 מקודד עבור O תיבת forkhead גורם שעתוק (FoxO) כי מקצרת את תוחלת החיים ופוגעת תגובת הלחץ כאשר נמחק 30-33. פרמטרים מסוימים של שחייה כגון שיעור ייזום גל, מהירות נסיעה, משיחת מכחול ואינדקס פעילות ירד בהדרגה עם הגיל גם רקע גנטי חיובי (איור 1). עולים בקנה אחד עם ידע נוכחי, חיים ארוכי גיל-1 (hx546) מוטנטים הראו ביצועים גופניים נמרצים יותר WT בגילים המבוגרים וזקנים מאוד. כמו כן כמצופה, קצר מועד daƒ-16 (mgDƒ50) מוטנטים מוצגים נפגעת ביצועים, במיוחד בגילים ישנים מאוד. למרבה הפלא, זה היה רק ​​תחת פיקוח של ראייה ממוחשבת CeleST חבילת אלגוריתם מתמטי כי superioביצועי r לשחות בגיל-1 (hx546) מוטנטים לא הורגשו בתחילת הבגרות. עובדת גיל-1 (hx546) תוצאות בביצועים פיסיים משופרים על חי בוגרים צעירים עולה כי מוטציה זו משפיעה התפתחות תקינה ו / או פנוטיפ בוגרים צעיר בצורה לא המוערכת בעבר (איור 1). גוף גל מספר, אסימטריה, למתוח, ומסתלסלים פרמטרים במגמה עם גיל ב WT ומבוגרי מוטצית הזדקנות (איור 2). מעניין לציין, כי רמת הרזולוציה של התוכנה חשפה תכונות התנהגותיות עדינות כמו הסימטריה המתמשכת של גיל-1 (hx546) מוטנטים ברחבי תוחלת החיים שלהם ואת חוסר היכולת של daƒ-16 מופלג (mgDƒ50) מוטנטים למתוח ולהתכרבל במידה זהה לעשות מבוגרים WT וגיל-1 -age (hx546). בנוסף את ההפסד הכולל הבלתי נמנעת של perfo פיזיתrmance בשל גילו, כל מבוגר הפרט מציג דפוס התקדמות ייחודי בתהליך ההזדקנות, גם כאשר גנטיקה וסביבה הם כמעט הומוגנית 7. (על ידי שליטת גנטיקה והסביבה, את ההשפעות של בלבול האפשרית של גורמים אלה הם מזעריים, חשיפת התרומה המשמעותית של stochasticity להתנוונות הקשורות לגיל.) אוכלוסייה אלגנס מסונכרנת של רקע גנטי דומה שמר בסביבה מבוקרת עדיין מכיל תערובת של סוגים שונים של אנשים על פי מוזרויות מזדקנות. למרות כל להתחיל מבוגרים בריאים כמו, כמה מאבדים במהירות את הכושר הגופני שלהם (העשרה רע, בכיתת ג &#39;), בעוד שאחרים לשמור על מרץ לתקופה ארוכה יותר של זמן (העשרה חינני, כיתה). העשרה רע ולכן נראה שיש healthspan קצר באופן משמעותי מן העשרה חינני. כמו כן פורטו המחקר שלנו 8, העשרה חינני מתוחזק fitn פיזית נעוריםESS כפי שנצפה על ידי השוואה עם פרופיל לשחות של מבוגרים הרבה יותר צעיר (איורים 3, 4 ו -5). כושר מתמשכת זו ניתן להשוות את התפקוד הפיזי של מוטציות גיל-1 חיים ארוכים (hx546) בגיל שלאחר הרבייה (ד 11) (איורים 1 ו -2). נהפוך הוא, העשרה רע איבד דרמטי הרבה של היכולת הפיזית שלהם זמן קצר לאחר הרבייה, ביצוע ברמות דומות לאלו של מבוגרים daƒ-16 (mgDƒ50) חולי פרוגריה וישנים קיצוניים (איורים 1 - 4). דמיון אלה ניתן להסיק על ידי השוואת ברוטו, אולם חתימות בפרט הם מורגש ללא קושי מבט מקרוב. לדוגמא, אם כי יש איזשהו יחס בין ההיקף הן של המתיחה ומסתלסל בסוגים ברים מופלגים מוטנטים הזדקנות (איור 2), יחס זה לא הוא ציין העשרה רע (איורים 4 ו -5), אשר מראות נטייה גבוהה יותר להתכרבל עד אךלא למתוח בדגימות שנבדקו. התוכנה אנו מציגים ובכך מוסיפה ממד לניתוח כושר גופני או קיבולת locomotory על ידי מתן הכלים ללימודים מתוחכמים יותר, כי לא היו צייתנים לפני. לסיכום, CeleST מספק readouts המקיף בצורת שמונה צעדי רומן מודגשים כאן, המגדירים את טביעת האצבע התנהגותיים של גנטיים, אפיגנטיים ספציפיים, ועל רקע הסביבה, המאפשר זיהוי של דפוסי פרמטר ייחודיים משותפים שיכול להיות החתימות של תנאים ספציפיים ( סביבתי, תרופתי, תזונה), תהליכים ביולוגיים, או אורגניזם מדינות כגון healthspan. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54359/54359fig1.jpg" /> איור 1: כתבות על תוכנות CeleST על גל ייזום שיעור (א), פעילות מדד (B), משיכת מכחול (C) נסיעות מהירות (ד) עבור WT, גיל-1 (hx546), ו daƒ-16 (mgDƒ50)<html> מבוגרים על D 4 (בגרות צעירה), 11 (פוסט-רבייה) ו -20 (מופלג). &#39;#&#39; ב &#39;מספר&#39; אמצעי ציר y. WTS נצבע באפור, גיל-1 בירוק daƒ-16 באדום. ברים שגיאה הם סטיית התקן של הממוצע (SEM). WT מאותו גיל מוטציות הזדקנות הושוו מובהקות סטטיסטיות באמצעות חד סטרי ANOVA ואחריו מבחן ההשוואה הנפוץ של Dunnett. **, P = 0.001 - &lt;0.01; ***, P = 0.0001 - &lt;0.001. n = 62 בכל הנתונים מצביעים מארבעה ניסויים עצמאיים. שים לב כאן, ובמשך איור 2, כל הסרטון של פרט 30 הוא עשה עם 4 בעלי חיים, עבור כל ניסוי אנו להבקיע כולל של 16 חיות מ -4 קטעי וידאו לשחות, זה נעשה עבור 4 ביולוגים משכפלים עבור כל נקודת נתונים המוצגות. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/54359fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <html> ntent &quot;FO: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54359/54359fig2.jpg" /> איור 2: כתבות על תוכנות על גוף גל מספר (א), אסימטריה (B), למתוח (C), ו קרלינג (ד) עבור WT, גיל-1 (hx546) ו daƒ-16 (mgDƒ50) מבוגרים על D 4 (צעירים בבגרות), 11 (-רבייה פוסט) ו -20 (מופלג). &#39;#&#39; ב &#39;מספר&#39; אמצעי ציר y. WT נצבע באפור, גיל-1 בירוק, daf-16 באדום. ברים שגיאה הם סטיית התקן של הממוצע (SEM). WT מאותו גיל מוטציות הזדקנות הושוו מובהקות סטטיסטיות באמצעות חד סטרי ANOVA ואחריו מבחן ההשוואה הנפוץ של Dunnett. *, P = 0.01 - &lt;0.05; **, P = 0.001 - &lt;0.01; ***, P = 0.0001 - &lt;0.001. n = 62 בכל נקודת נתונים מארבעה עצמאיים, 30 שניות לשחות ניסויים.e.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54359/54359fig3.jpg" /> איור 3: דוחות תוכנה על גל ייזום שיעור (א), פעילות מדד (B), משיכת מכחול (C), נסיעות מהירות (D) למבוגרים WT צעירים (ד 4), ואותו בגיל חינני אנשי גיל Bad (D10 ו -11). &#39;#&#39; ב &#39;מספר&#39; אמצעי ציר y. WTS יאנג נצבע באפור, Class A העשרה חינני בירוק, העשרה רע בכיתה ג באדום. ברים שגיאה הם סטיית התקן של הממוצע (SEM). Class A העשרה חינני העשרה רע בכיתה ג הושוו D 4 צעירים באמצעות ANOVA חד כיווני ואחריו מבחן השוואה נפוצה של Dunnett. ****, P &lt;0.0001. n = 27 בכל נקודת נתונים משני עצמאית, 30 שניות לשחות ניסויים. גרף הוא שונה במקצת ואח Restif. (2014) 8, אשר פורסם תחת CreativeCommons ייחוס (CC BY) רישיון http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/54359fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54359/54359fig4.jpg" /> איור 4: כתבות על תוכנות על גוף גל מספר (א), אסימטריה (B), ואת קרלינג (C) עבור מבוגרים WT יאנג (ד 4), ואותו בגיל חינני Bad אנשי גיל (D 10 ו -11). &#39;#&#39; ב &#39;מספר&#39; אמצעי ציר y. WTS יאנג נצבע באפור, Class A העשרה חינני העשרה ירוק והמעמד C רע באדום. ברים שגיאה הם סטיית התקן של הממוצע (SEM). Class A העשרה חינני העשרה רע בכיתה ג הושוו D 4 צעירים באמצעות ANOVA חד כיווני ואחריו מבחן השוואה נפוצה של Dunnett. **, P = 0.001 - &lt;0.01; ****, P &lt;0.0001; <sטרונג&gt; N / A, הלא רלוונטי שכן רק אחד חיה מתוך ציון של גודל המדגם מסולסל. n = 27 בכל נקודת נתונים משני עצמאית, 30 שניות לשחות ניסויים. גרף הוא שונה במקצת ואח Restif. (2014) 8, אשר פורסם תחת רישיון Creative Commons רישיון http (CC BY): /creativecommons.org/licenses/by/4.0/. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/54359fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/54359/54359fig5.jpg" /> איור 5: דווח תוכנה על מתיחה למבוגרים WT יאנג (ד 4), ואותו בגיל חינני Bad אנשי גיל (D 10 ו -11). WTS יאנג נצבע באפור, Class A העשרה חינני העשרה ירוק והמעמד C רע באדום. ברים שגיאה הם סטיית התקן של הממוצע (SEM). Class A העשרה חינני העשרה רע בכיתה ג הושווה y D 4מבוגרי oung באמצעות ANOVA חד כיווני ואחריו מבחן ההשוואה הנפוץ של Dunnett. n = 27 בכל נתונים מצביעים משני ניסויים עצמאיים. גרף הוא שונה במקצת ואח Restif. (2014) 8, אשר פורסם תחת רישיון Creative Commons רישיון http (CC BY): /creativecommons.org/licenses/by/4.0/. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/54359fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="וידאו 1" src="/files/ftp_upload/54359/54359video1.jpg" /> וידאו 1: שחייה של קבוצת נציג של C. elegans מבוגר. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/Video1.mov" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בסרטון זה. (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד.)</a> <img alt="וידאו 2" src="/files/ftp_upload/54359/54359video2.jpg" /> וידאו 2: חישוב תוכנת CeleST של עקמומיות מפות בודדות של הופעות Swim של בעלי החיים נבדקים. מפות עקמומיות מחושבות ברקע; הם אינם מופיעים בממשק התוכנה עם המשתמש. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/Video2.mov" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בסרטון זה. (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד.)</a> <img alt="וידאו 3" src="/files/ftp_upload/54359/54359video3.jpg" /> וידאו 3: חישוב תוכנה של צעדים לשחות מבוססים על פרט עקמומיות מפות. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/Video3.mov" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בסרטון זה. (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד.)</a> <img alt="וידאו 4" src="/files/ftp_upload/54359/54359video4.jpg" /> וידאו 4: חישוב תוכנה של צעדים לשחות כי אין לסמוך על עקמומיותמפות. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54359/Video4.mov" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בסרטון זה. (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד.)</a>

Watch this Scientific Journal Video about Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software at JoVE.com

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

מתודולוגיה יעילה ופשוט לניתוח במחשב מבוסס התנהגות שחי נמטודות בנוזל מתוארת. השיטה מחייבת לא מעט על מנת השקעה למעבדות C. elegans. החומרה בשימוש הוא רגיל, ואת תוכנת מחשב עבור ניתוח התנהגותי (CeleST) הוא קוד פתוח אחד.

ניתוח אוטומטי של<em&gt; C. elegans</em&gt; התנהגות שח שימוש CeleST תוכנה

Dissecting the neuronal and neuromuscular circuits that regulate behavior remains a major challenge in biology. The nematode Caenorhabditis elegans has ...

automated-analysis-of-c-elegans-swim-behavior-using-celest-software

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

12.3K Views.  Rutgers University.  מתודולוגיה יעילה ופשוט לניתוח במחשב מבוסס התנהגות שחי נמטודות בנוזל מתוארת. השיטה מחייבת לא מעט על מנת השקעה למעבדות C. elegans. החומרה בשימוש הוא רגיל, ואת תוכנת מחשב עבור ניתוח התנהגותי (CeleST) הוא קוד פתוח אחד. 

Video: Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

Assaying &beta;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

Accumulation of the &beta;-amyloid peptide (A&beta;) is generally believed to be central to the induction of Alzheimer's disease, but the relevant mechanism(s) of toxicity are still unclear. A&beta; is also deposited intramuscularly in Inclusion Body Myositis, a severe human myopathy. The intensely studied nematode worm Caenorhabditis elegans can be transgenically engineered to express human A&beta;. Depending on the tissue or timing of A&beta; expression, transgenic worms can have readily measurable phenotypes that serve as a read-out of A&beta; toxicity. For example, transgenic worms with pan-neuronal A&beta; expression have defects is associative learning (Dosanjh et al. 2009), while transgenic worms with constitutive muscle-specific expression show a progressive, age-dependent paralysis phenotype (Link, 1995; Cohen et al. 2006). One particularly useful C. elegans model employs a temperature-sensitive mutation in the mRNA surveillance system to engineer temperature-inducible muscle expression of an A&beta; transgene, resulting in a reproducible paralysis phenotype upon temperature upshift (Link et al. 2003). Treatments that counter A&beta; toxicity in this model [e.g., expression of a protective transgene (Hassan et al. 2009) or exposure to Ginkgo biloba extracts (Wu et al. 2006)] reproducibly alter the rate of paralysis induced by temperature upshift of these transgenic worms. Here we describe our protocol for measuring the rate of paralysis in this transgenic C. elegans model, with particular attention to experimental variables that can influence this measurement.

Assaying &#946;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

The intensely studied nematode worm Caenorhabditis elegans can be transgenically engineered to express the human &beta;-amyloid peptide (A&beta;). Induced expression of A&beta; in C. elegans muscle leads to a rapid, reproducible paralysis phenotype that can be used to monitor treatments that modulate A&beta; toxicity.

Assaying β עמילואיד רעילות באמצעות טראנסגנטי ג elegans דגם

Accumulation of the &beta;-amyloid peptide (A&beta;) is generally believed to be central to the induction of Alzheimer's disease, but the relevant ...

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

Neurons communicate with other cells via axons and dendrites, slender membrane extensions that contain pre- or post-synaptic specializations. If a neuron is damaged by injury or disease, it may regenerate. Cell-intrinsic and extrinsic factors influence the ability of a neuron to regenerate and restore function. Recently, the nematode C. elegans has emerged as an excellent model organism to identify genes and signaling pathways that influence the regeneration of neurons1-6. The main way to initiate neuronal regeneration in C. elegans is laser-mediated cutting, or axotomy. During axotomy, a fluorescently-labeled neuronal process is severed using high-energy pulses. Initially, neuronal regeneration in C. elegans was examined using an amplified femtosecond laser5. However, subsequent regeneration studies have shown that a conventional pulsed laser can be used to accurately sever neurons in vivo and elicit a similar regenerative response1,3,7.
We present a protocol for performing in vivo laser axotomy in the worm using a MicroPoint pulsed laser, a turnkey system that is readily available and that has been widely used for targeted cell ablation. We describe aligning the laser, mounting the worms, cutting specific neurons, and assessing subsequent regeneration. The system provides the ability to cut large numbers of neurons in multiple worms during one experiment. Thus, laser axotomy as described herein is an efficient system for initiating and analyzing the process of regeneration.

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

A protocol to cut neurons in C. elegans with a MicroPoint pulsed laser is presented. We describe setting up the system, immobilizing worms, and severing labeled neurons. Advantages include a relatively low-cost system and the ability to sever neuronal processes or ablate cells in vivo.

בשנת vivo לייזר Axotomy ב C. elegans

Neurons communicate with other cells via axons and dendrites, slender membrane extensions that contain pre- or post-synaptic specializations. If a neuron ...

VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis

Investigations into the visual system development and function necessitate quantifiable behavioral models of visual performance that are easy to elicit, robust, and simple to manipulate. A suitable model has been found in the optokinetic response (OKR), a reflexive behavior present in all vertebrates due to its high selection value. The OKR involves slow stimulus-following movements of eyes alternated with rapid resetting saccades. The measurement of this behavior is easily carried out in zebrafish larvae, due to its early and stable onset (fully developed after 96 hours post fertilization (hpf)), and benefitting from the thorough knowledge about zebrafish genetics, for decades one of the favored model organisms in this field. Meanwhile the analysis of similar mechanisms in adult fish has gained importance, particularly for pharmacological and toxicological applications.
Here we describe VisioTracker, a fully automated, high-throughput system for quantitative analysis of visual performance. The system is based on research carried out in the group of Prof. Stephan Neuhauss and was re-designed by TSE Systems. It consists of an immobilizing device for small fish monitored by a high-quality video camera equipped with a high-resolution zoom lens. The fish container is surrounded by a drum screen, upon which computer-generated stimulus patterns can be projected. Eye movements are recorded and automatically analyzed by the VisioTracker software package in real time.
Data analysis enables immediate recognition of parameters such as slow and fast phase duration, movement cycle frequency, slow-phase gain, visual acuity, and contrast sensitivity.
Typical results allow for example the rapid identification of visual system mutants that show no apparent alteration in wild type morphology, or the determination of quantitative effects of pharmacological or toxic and mutagenic agents on visual system performance.

The VisioTracker is an automated system for the quantitative analysis of visual performance of larval and small adult fish based on the recording of eye movements. It features full control over visual stimulus properties and real-time analysis, enabling high-throughput research in fields such as visual system development and function, pharmacology, neural circuit studies and sensorimotor integration.

VisioTracker, גישה אוטומטית חדשנית לניתוח oculomotor

Investigations into the visual system development and function necessitate quantifiable behavioral models of visual performance that are easy to elicit, ...

The Mouse Forced Swim Test

The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental manipulations that are aimed at rendering or preventing depressive-like states. Mice are placed in an inescapable transparent tank that is filled with water and their escape related mobility behavior is measured. The forced swim test is straightforward to conduct reliably and it requires minimal specialized equipment. Successful implementation of the forced swim test requires adherence to certain procedural details and minimization of unwarranted stress to the mice. In the protocol description and the accompanying video, we explain how to conduct the mouse version of this test with emphasis on potential pitfalls that may be detrimental to interpretation of results and how to avoid them. Additionally, we explain how the behaviors manifested in the test are assessed.

The forced swim test is validated as an experimental approach to assess potential antidepressant efficacy in rodents. Experimental animals are placed in a tank of water and escape-related mobility behavior is quantified. The common procedures for the mouse version of this test are described.

עכבר בכפייה לשחות מבחן

The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental ...

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

Synapse strength refers to the amplitude of postsynaptic responses to presynaptic neurotransmitter release events, and has a major impact on overall neural circuit function. Synapse strength critically depends on the abundance of neurotransmitter receptors clustered at synaptic sites on the postsynaptic membrane. Receptor levels are established developmentally, and can be altered by receptor trafficking between surface-localized, subsynaptic, and intracellular pools, representing important mechanisms of synaptic plasticity and neuromodulation. Rigorous methods to quantify synaptically-localized neurotransmitter receptor abundance are essential to study synaptic development and plasticity. Fluorescence microscopy is an optimal approach because it preserves spatial information, distinguishing synaptic from non-synaptic pools, and discriminating among receptor populations localized to different types of synapses. The genetic model organism Caenorhabditis elegans is particularly well suited for these studies due to the small size and relative simplicity of its nervous system, its transparency, and the availability of powerful genetic techniques, allowing examination of native synapses in intact animals.
Here we present a method for quantifying fluorescently-labeled synaptic neurotransmitter receptors in C. elegans. Its key feature is the automated identification and analysis of individual synapses in three dimensions in multi-plane confocal microscope output files, tabulating position, volume, fluorescence intensity, and total fluorescence for each synapse. This approach has two principal advantages over manual analysis of z-plane projections of confocal data. First, because every plane of the confocal data set is included, no data are lost through z-plane projection, typically based on pixel intensity averages or maxima. Second, identification of synapses is automated, but can be inspected by the experimenter as the data analysis proceeds, allowing fast and accurate extraction of data from large numbers of synapses. Hundreds to thousands of synapses per sample can easily be obtained, producing large data sets to maximize statistical power. Considerations for preparing C. elegans for analysis, and performing confocal imaging to minimize variability between animals within treatment groups are also discussed. Although developed to analyze C. elegans postsynaptic receptors, this method is generally useful for any type of synaptically-localized protein, or indeed, any fluorescence signal that is localized to discrete clusters, puncta, or organelles.
The procedure is performed in three steps: 1) preparation of samples, 2) confocal imaging, and 3) image analysis. Steps 1 and 2 are specific to C. elegans, while step 3 is generally applicable to any punctate fluorescence signal in confocal micrographs.

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

The abundance of neurotransmitter receptors clustered at synapses strongly influences synaptic strength. This method quantifies fluorescently-labeled neurotransmitter receptors in three dimensions with single-synapse resolution in C. elegans, allowing hundreds of synapses to be rapidly characterized within a single sample without distortions introduced by z-plane projection.

כימות אוטומטי של הקרינה סינפטית<em&gt; ג elegans</em

Synapse strength refers to the amplitude of postsynaptic responses to presynaptic neurotransmitter release events, and has a major impact on overall ...

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

We have developed instrumentation, image processing, and data analysis techniques to quantify the locomotory behavior of C. elegans as it crawls on the surface of an agar plate. For the study of the genetic, biochemical, and neuronal basis of behavior, C. elegans is an ideal organism because it is genetically tractable, amenable to microscopy, and shows a number of complex behaviors, including taxis, learning, and social interaction1,2. Behavioral analysis based on tracking the movements of worms as they crawl on agar plates have been particularly useful in the study of sensory behavior3, locomotion4, and general mutational phenotyping5. Our system works by moving the camera and illumination system as the worms crawls on a stationary agar plate, which ensures no mechanical stimulus is transmitted to the worm. Our tracking system is easy to use and includes a semi-automatic calibration feature. A challenge of all video tracking systems is that it generates an enormous amount of data that is intrinsically high dimensional. Our image processing and data analysis programs deal with this challenge by reducing the worms shape into a set of independent components, which comprehensively reconstruct the worms behavior as a function of only 3-4 dimensions6,7. As an example of the process we show that the worm enters and exits its reversal state in a phase specific manner.

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

We have developed a video-rate tracking microscope system that can record and quantify C. elegans behavior at high resolution and high speeds. We have also developed computational methods to reduce the dimensionality of the worm images to a fundamental set of measurements that completely describe the shape of the worm.

מעקב סי אלגנס ומדידת התנהגות

We have developed instrumentation, image processing, and data analysis techniques to quantify the locomotory behavior of C. elegans as it crawls on the ...

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps shape attention and also protects cells from over-stimulation. Adaptation within the olfactory circuit of C. elegans was first described by Colbert and Bargmann1,2. Here, the authors defined parameters of the olfactory adaptation paradigm, which they used to design a genetic screen to isolate mutants defective in their ability to adapt to volatile odors sensed by the Amphid Wing cells type C (AWC) sensory neurons. When wildtype C. elegans animals are exposed to an attractive AWC-sensed odor3 for 30 min they will adapt their responsiveness to the odor and will then ignore the adapting odor in a chemotaxis behavioral assay for ~1 hr. When wildtype C. elegans animals are exposed to an attractive AWC-sensed odor for ~1 hr they will then ignore the adapting odor in a chemotaxis behavioral assay for ~3 hr. These two phases of olfactory adaptation in C. elegans were described as short-term olfactory adaptation (induced after 30 min odor exposure), and long-term olfactory adaptation (induced after 60 min odor exposure). Later work from L'Etoile et al.,4 uncovered a Protein Kinase G (PKG) called EGL-4 that is required for both the short-term and long-term olfactory adaptation in AWC neurons. The EGL-4 protein contains a nuclear localization sequence that is necessary for long-term olfactory adaptation responses but dispensable for short-term olfactory adaptation responses in the AWC4. By tagging EGL-4 with a green fluorescent protein, it was possible to visualize the localization of EGL-4 in the AWC during prolonged odor exposure. Using this fully functional GFP-tagged EGL-4 (GFP::EGL-4) molecule we have been able to develop a molecular readout of long-term olfactory adaptation in the AWC5. Using this molecular readout of olfactory adaptation we have been able to perform both forward and reverse genetic screens to identify mutant animals that exhibit defective subcellular localization patterns of GFP::EGL-4 in the AWC6,7. Here we describe: 1) the construction of GFP::EGL-4 expressing animals; 2) the protocol for cultivation of animals for long-term odor-induced nuclear translocation assays; and 3) the scoring of the long-term odor-induced nuclear translocation event and recovery (re-sensitization) from the nuclear GFP::EGL-4 state.

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

Here we describe a molecular readout of long-term olfactory adaptation in Caenorhabditis elegans. The Protein Kinase G, EGL-4, is necessary for stable adaptation responses in the primary sensory neuron pair called AWC. During prolonged odor exposure EGL-4 translocates from the cytosol to nucleus of the AWC.

Readout מולקולרי של הסתגלות חוש ריח לטווח הארוך ב<em&gt; ג elegans</em

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps ...

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, well-characterized nervous system allows identification and fluorescence imaging of any neuron within the intact animal. Simple immobilization techniques with minimal impact on the animal's physiology allow extended time-lapse imaging. The development of genetically-encoded calcium sensitive fluorophores such as cameleon 1 and GCaMP 2 allow in vivo imaging of neuronal calcium relating both cell physiology and neuronal activity. Numerous transgenic strains expressing these fluorophores in specific neurons are readily available or can be constructed using well-established techniques. Here, we describe detailed procedures for measuring calcium dynamics within a single neuron in vivo using both GCaMP and cameleon. We discuss advantages and disadvantages of both as well as various methods of sample preparation (animal immobilization) and image analysis. Finally, we present results from two experiments: 1) Using GCaMP to measure the sensory response of a specific neuron to an external electrical field and 2) Using cameleon to measure the physiological calcium response of a neuron to traumatic laser damage. Calcium imaging techniques such as these are used extensively in C. elegans and have been extended to measurements in freely moving animals, multiple neurons simultaneously and comparison across genetic backgrounds. C. elegans presents a robust and flexible system for in vivo neuronal imaging with advantages over other model systems in technical simplicity and cost.

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

With its small transparent body, well-documented neuroanatomy and a host of amenable genetic techniques and reagents, C. elegans makes an ideal model organism for in vivo neuronal imaging using relatively simple, low-cost techniques. Here we describe single neuron imaging within intact adult animals using genetically encoded fluorescent calcium indicators.

בהדמיה עצבית סיד vivo ב C. elegans

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism  for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, ...

Visualizing Neuroblast Cytokinesis During C. elegans Embryogenesis

This protocol describes the use of fluorescence microscopy to image dividing cells within developing Caenorhabditis elegans embryos. In particular, this protocol focuses on how to image dividing neuroblasts, which are found underneath the epidermal cells and may be important for epidermal morphogenesis. Tissue formation is crucial for metazoan development&#160;and relies on external cues from neighboring tissues. C. elegans is an excellent model organism to study tissue morphogenesis in vivo due to its transparency and simple organization, making its tissues easy to study via microscopy. Ventral enclosure is the process where the ventral surface of the embryo is covered by a single layer of epithelial cells. This event is thought to be facilitated by the underlying neuroblasts, which provide chemical guidance cues to mediate migration of the overlying epithelial cells. However, the neuroblasts are highly proliferative and also may act as a mechanical substrate for the ventral epidermal cells. Studies using this experimental protocol could uncover the importance of intercellular communication during tissue formation, and could be used to reveal the roles of genes involved in cell division within developing tissues.

Visualizing Neuroblast Cytokinesis During C. elegans Embryogenesis

This protocol describes how to image dividing cells within a tissue in Caenorhabditis elegans embryos. While several protocols describe how to image cell division in the early embryo, this protocol describes how to image cell division within a developing tissue during mid late embryogenesis.

חזותי neuroblast cytokinesis במהלך<em&gt; ג elegans</em&gt; עובר

This protocol describes the use of fluorescence microscopy to image dividing cells within developing Caenorhabditis elegans embryos. In particular, this ...

In Vivo Imaging of Dauer-specific Neuronal Remodeling in C. elegans

The mechanisms controlling stress-induced phenotypic plasticity in animals are frequently complex and difficult to study in vivo. A classic example of stress-induced plasticity is the dauer stage of C. elegans. Dauers are an alternative developmental larval stage formed under conditions of low concentrations of bacterial food and high concentrations of a dauer pheromone. Dauers display extensive developmental and behavioral plasticity. For example, a set of four inner-labial quadrant (IL2Q) neurons undergo extensive reversible remodeling during dauer formation. Utilizing the well-known environmental pathways regulating dauer entry, a previously established method for the production of crude dauer pheromone from large-scale liquid nematode cultures is demonstrated. With this method, a concentration of 50,000 - 75,000 nematodes/ml of liquid culture is sufficient to produce a highly potent crude dauer pheromone. The crude pheromone potency is determined by a dose-response bioassay. Finally, the methods used for in vivo time-lapse imaging of the IL2Qs during dauer formation are described.

In Vivo Imaging of Dauer-specific Neuronal Remodeling in C. elegans

Following exposure to specific environmental stressors, the nematode Caenorhabditis elegans undergoes extensive phenotypic plasticity to enter into a stress-resistant &#8216;dauer&#8217; juvenile stage. We present methods for the controlled induction and imaging of neuroplasticity during dauer.

In vivo ההדמיה של דאואר ספציפי עצבי שיפוץ בג elegans

The mechanisms controlling stress-induced phenotypic plasticity in animals are frequently complex and difficult to study in vivo. A classic example of ...