मैक्सिकन Cavefish में नींद और चलन गतिविधि के स्वचालित माप
Summary
इस प्रोटोकॉल का विवरण गतिगत व्यवहार बढ़ाता और मैक्सिकन cavefish में नींद के लिए कार्यप्रणाली । पिछले विश्लेषण सामाजिक रूप से घर में मछली में इन व्यवहारों को मापने के लिए विस्तारित कर रहे हैं । इस प्रणाली को व्यापक रूप से अंय मछली प्रजातियों में नींद और गतिविधि का अध्ययन करने के लिए लागू किया जा सकता है ।
Abstract
phyla भर में, नींद अत्यधिक संरक्षित व्यवहार विशेषताओं है कि ऊंचा उत्तेजित थ्रेशोल्ड शामिल की विशेषता है, नींद अभाव के बाद खुशहाली लौटने लगी, और व्यवहार गतिहीनता की समेकित अवधि. मैक्सिकन cavefish, astyanax mexicanus (एक. mexicanus), पर्यावरण क्षोभ के जवाब में विशेषता विकास का अध्ययन करने के लिए एक मॉडल है । ए mexicanus आंखों की सतह पर निवास रूपों और कई अंधा गुफा में रहने वाले आबादी है कि मजबूत रूपात्मक और व्यवहार मतभेद है के रूप में मौजूद हैं । सो हानि कई में हुई है, स्वतंत्र रूप से विकसित cavefish आबादी । यह प्रोटोकॉल एक. mexicanus गुफा और सतह मछली में नींद और चलन गतिविधि बढ़ाता के लिए एक पद्धति का वर्णन है । एक लागत प्रभावी वीडियो निगरानी प्रणाली एक सप्ताह या उससे अधिक समय के लिए व्यक्तिगत रूप से घर का लारवाल या वयस्क मछली के व्यवहार इमेजिंग के लिए अनुमति देता है । इस प्रणाली में 4 दिनों की आयु के बाद वयस्कता के माध्यम से निषेचन के बाद मछली को लागू किया जा सकता है । दृष्टिकोण भी एक ही क्षेत्र में कई मछली रिकॉर्डिंग द्वारा नींद पर सामाजिक बातचीत के प्रभाव को मापने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है । व्यवहार रिकॉर्डिंग के बाद, डेटा स्वचालित ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर विश्लेषण किया है और नींद विश्लेषण अनुकूलित लिपियों कि अवधि, मुक्केबाज़ी लंबाई, और मुक्केबाज़ी संख्या सहित कई नींद चर यों तो का उपयोग कर संसाधित है । इस प्रणाली के लिए, zebrafish और sticklebacks सहित लगभग किसी भी मछली प्रजातियों में नींद, circadian व्यवहार, और चलन गतिविधि को मापने के लिए लागू किया जा सकता है ।
Introduction
नींद अत्यधिक शारीरिक, कार्यात्मक, और व्यवहार के स्तर1,2,3पर पशु किंगडम भर में संरक्षित है । जबकि स्तनधारी प्रयोगशाला जानवरों में नींद आम तौर पर electroencephalograms का उपयोग कर मूल्यांकन किया जाता है, electroशरीरक्रियात्मक रिकॉर्डिंग छोटे आनुवंशिक रूप से नवागत मॉडल सिस्टम में कम व्यावहारिक हैं और इस प्रकार सो आम तौर पर व्यवहार के आधार पर मापा जाता है3 , 4. व्यवहार नींद के साथ जुड़े विशेषताओं अत्यधिक पशु किंगडम भर में संरक्षित कर रहे हैं और वृद्धि हुई कामोत्तेजना दहलीज, उत्तेजना के साथ प्रतिवर्त्यता, और लंबे समय तक व्यवहार वैराग्य5शामिल हैं. इन उपायों से मनुष्य के माध्यम से नेमेटोड कृमि, सी. एलिगेंससे लेकर पशुओं में सोने की विशेषता का प्रयोगकिया जा सकता है ।
व्यवहार की quiescence के उपयोग के लिए नींद की विशेषता स्वचालित ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर की आवश्यकता है । ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर के साथ, गतिविधि की अवधि और गतिहीनता दिनों की एक संख्या से अधिक निर्धारित कर रहे हैं, और निष्क्रियता की लंबी अवधि के रूप में वर्गीकृत कर रहे है सो7,8। हाल के वर्षों में, छोटे आनुवंशिक रूप से नवागत मॉडल प्रणालियों की विविधता के बीच गतिविधि डेटा प्राप्त करने के लिए मल्टीपल ट्रैकिंग सिस्टम विकसित किए गए हैं; जिनमें कीड़े, फल मक्खियां और मछली9,10,11शामिल हैं । इन प्रोग्रामों को सॉफ्टवेयर है कि दोनों खुला स्रोत फ्रीवेयर और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सॉफ्टवेयर सहित पशु व्यवहार के स्वचालित ट्रैकिंग के लिए अनुमति देता है के साथ कर रहे है7,12,13,14 . इन पद्धतियों उनके लचीलेपन में अलग और कुशल स्क्रीनिंग और कई आनुवंशिक रूप से संशोधनीय मॉडलों में नींद phenotypes के लक्षण वर्णन के लिए अनुमति देते हैं ।
zebrafish में नींद की आनुवंशिक जांच, danio rerio, कई जीन और तंत्रिका सर्किट कि नींद15,16को विनियमित की पहचान करने के लिए नेतृत्व किया है । हालांकि यह एक कशेरुका प्रयोगशाला जानवर में नींद के तंत्रिका आधार की जांच के लिए एक शक्तिशाली प्रणाली प्रदान की गई है, बहुत कम कैसे नींद विकसित और कैसे प्राकृतिक भिन्नता के नियमन के लिए सोने का योगदान के बारे में जाना जाता है । मैक्सिकन cavefish, Astyanax mexicanus (ए। mexicanus), नींद, चलन गतिविधि और circadian लय17,18में नाटकीय मतभेदों को विकसित किया है । इन मछलियों के रूप में मौजूद सतह मछली कि मेक्सिको और दक्षिणी टेक्सास की नदियों में निवास करता है और कम से 29 पूर्वोत्तर मेक्सिको के सिएरा डेल abra क्षेत्र के आसपास गुफा आबादी19,20,21। उल्लेखनीय है, कई व्यवहार मतभेद, सोने की हानि सहित, के लिए कई cavefish आबादी14,22में स्वतंत्र रूप से उभरा दिखाई देते हैं । इसलिए, cavefish नींद के अभिसरण विकास की जांच के लिए एक मॉडल प्रदान करते हैं, circadian, और सामाजिक व्यवहार ।
यह प्रोटोकॉल एकमें नींद और चलन व्यवहार को मापने के लिए एक प्रणाली का वर्णन करता है । mexicanus लार्वा और वयस्कों । एक कस्टम निर्मित अवरक्त आधारित रिकॉर्डिंग प्रणाली प्रकाश और अंधेरे की स्थिति के तहत जानवरों की वीडियो रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देता है । व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सॉफ्टवेयर गतिविधि को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और कस्टम मैक्रोज़ निष्क्रियता के कई पहलुओं की मात्रा और नींद की अवधि निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है । यह प्रोटोकॉल भी एक टैंक के भीतर कई जानवरों की गतिविधि पर नज़र रखने के लिए प्रयोगात्मक संशोधनों का वर्णन, नींद और सामाजिक व्यवहार के बीच बातचीत की जांच करने की क्षमता प्रदान. इन प्रणालियों के लिए, zebrafish और sticklebacks सहित अतिरिक्त मछली प्रजातियों में नींद, circadian व्यवहार, और चलन गतिविधि को मापने के लिए लागू किया जा सकता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल के लिए एक कस्टम प्रणाली का वर्णन करता है और लार्वा और वयस्क cavefish में नींद और गतिवाला गतिविधि बढ़ाता । Cavefish नींद विनियमन1के आनुवंशिक और तंत्रिका आधार की जांच करने के लिए इस्तेमाल किय?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के द्वारा समर्थन किया गया था NIGMS पुरस्कार GM127872 ACK, NINDS पुरस्कार १०५०७२ करने के लिए ERD और ACK, और NSF पुरस्कार १६५६५७४ ACK.
Materials
| 12V power adaptor | Environmental Lights | 24 Watt 12 VDC Power Supply | |
| Acrylic dividers (adults) | TAP Plastic | Order sheets in sizes as needed | |
| Adult infrared light power source | Environmnental Lights 24 Watt 12 VDC Power Supply | ||
| Battery pack | CyberPower | CP850PFCLCD | |
| Camera lens (adult) | Navitar Zoom 7000 | Zoom 7000 | |
| Camera lens (larval) | Fujian 35mm f/1.7 | B01CHX7668 | Purchase on Amazon |
| Camera lens adapter | d | 1524219 | |
| Camera mount | CowboyStudio Super Clamp | B002LV7X1K | Purchase on Amazon |
| Fish tank | Deep Blue Professional | ADB11006 | |
| Heat sink (adult) | M-D Building products | SKU: 61085 | Cut to fit |
| Heat sink (larval) | M-D Building products | SKU: 57000 | Cut to fit |
| Infrared lights (adults) | Environmental Lights Infrared 850 nm 5050 LED strip | irrf850-5050-60-reel | Cut to fit |
| Infrared lights (larval) | LED World | B00MO9H7H4 | Purchase on Amazon |
| IR-diffusing acrylic | TAP Plastic | Order sheets in sizes as needed | |
| Laptop/computer | N/A | N/A | Any laptop will work. |
| LED light | Chanzon 10 High Power Led Chip 3W White (6000K-6500K/600mA-700mA/DC 3V-3.4V/3 Watt) | B06XKTRSP7 | Use with Chanzon 25pcs 1W 3W 5W LED Heat Sink (2 pin Black) Aluminum Base Plate Panel |
| light timer | Century 24 Hour Plug-in Mechanical Timer Grounded | ||
| Plastic wall mount for IR | Everbilt Plastic pegboard | Model # 17961 | |
| Power cable | BNTECHGO 22 Gauge Silicone Wire | B01K4RPE0Y | |
| Power source | Rapid LED | MOONLIGHT DRIVER (350MA) | |
| Tissue culture plates | Fisherbrand | 12-well (FB012928) 24-well (FB012929) | |
| Tripod Ball head | Demon DB-44 | B00TQ54CZO | Purchase on Amazon |
| USB Hardrive | Seagate 3TB backup | STDT3000100 | |
| USB Webcam | Microsoft LifeCam | Q2F-00014 | Purchase on Amazon |
| Wall mount for camera | LDR Industries 1/2" Steel pipe | 307 12X36 | Mounted on wall with Flange and 90 degree pipe elbow. Could also use a tripod to hold camera. |
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