Summary

行動追跡とメキシコの血脈の Neuromast イメージング

Published: April 06, 2019
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Summary

ここでは、行動と生体染色、メカノセンシング メキシコの血脈のシリーズの高スループット研究の手法を提示します。これらのメソッドは、動作研究実用的かつコスト効果の高い方法を提供するフリー ソフトウェアとカスタム スクリプトを使用します。

Abstract

洞窟住居動物は、一連の絶え間なく暗くて食品スパース環境に適応する形態および行動の特性の進化しています。これらの特性の間で採餌行動は行動形質の進化の機能性に役に立つのウィンドウの 1 つです。魅力の振動挙動を分析するための更新方法は、ここに記載した (VAB: 適応の採餌行動) と洞窟に適応したテトラの関連するシグナリングのイメージングアステュアナクス メキシコ。さらに、一連の多動と睡眠の損失などを含む追加の血脈挙動の高速追跡手法を提示しました。血脈はまた asociality、反復的な行動とより高い不安を示します。したがって、血脈は進化した行動のための動物モデルとして機能します。これらのメソッドは、他の種類の動作に適用することができますフリー ソフトウェアとカスタム スクリプトを使用します。これらのメソッドは、市販のトラッキング ソフトウェアに実用的かつコスト効果の高い選択肢を提供します。

Introduction

メキシコのテトラ、アステュアナクス メキシコ(オキナヒメジ: 発音)、2 つの根本的に異なる代替モーフ – 発見、表面住居モーフといくつか異なるから成るブラインド、洞窟住居のモーフを持っていることのための魚の間で一意です人口1。異なる形態と生理学、彼らは、まだ interfertile2,3。これら interfertile モーフは、急速に進化している (~ 20,000 年)4がそれらの迅速な適応策の検討のための理想的なモデル システムに表示されます。血脈は味覚芽、シグナリング、多動性、振動刺激の特定周波数に合わせて採餌行動の増加数の密度増加を含む分岐形態および行動特性のスイートを持っている知られている、不眠。5採餌と暗いと食品スパース環境67のエネルギーの節約のための洞窟の暗闇の中で有利になるために示唆されたいくつかの可能性が高いが、同時に進化これらの動作の多くは。

多くの進化モデル システムでは、ほとんどの種は複雑な環境での連続的な勾配の間で配布されているので、環境への応答でどのように動物の形態と行動変化の統合の知識を習得することは困難です。ただし、洞窟と表面モーフアステュアナクス高コントラスト シャープ エコトーンで区切られた環境で進化した間の対照は、動物の進化を理解するアステュアナクスエクセレント モデルとして浮上しているにつながっています。遺伝子とアダプティブ特性と環境で選択の発達過程をより簡単にリンク可能です。さらに、アステュアナクスのこれらの特性の最近の医学研究は、これらの特徴が人間の症状8,9,10をパラレル可能性がありますを示しています。たとえば、社会性と眠りの損失と利得、反復的な行動、多動やコルチゾール レベルの自閉症スペクトル障害8の人間で観察されるものに似ています。

多くの行動や形質の複雑な共進化に対処するため、基になる遺伝学的および分子経路を強調するそれらの多くを試金するため有利です。アステュアナクスの表面、洞窟、およびハイブリッドのモーフの洞窟型行動表現型の程度の特性評価法は、ここに記載しました。表現型を特徴付けるために分析焦点の行動が洞窟に適応した採餌行動 (振動の魅力の動作、VAB と今後は呼ばれる)、および多動性/睡眠期間11,12。また発表は、VAB13に関連付けられている感覚システムのイメージング法です。最近では、行動実験を実行するための多くのオープン ソースのトラッキング ソフトウェア利用可能な14,15となっています。これらの作品も非常に長い 10 分未満の短いビデオのため。しかし、それは強烈な計算/追跡時間のため、ビデオが長い場合は問題になります。対応の市販ソフトウェアは高価なことができます。提示方法は主にフリーウェアを使用し、コスト ・高スループット方法とみなされます。また含まれている代表的な結果に基づいていますこれらのメソッド。

Protocol

「原則の研究所動物ケア」(国立衛生研究所文書 85-23 号、1985 の改訂とハワイ大学マノア校機関動物のケアと使用によって承認されたに記載されているガイドラインに従うすべてのプロシージャを実行します。委員会動物プロトコル 17-2560-3。 1. 振動の魅力 (VAB) の動作分析 (≤ 10 分全体の録音の手順) メモ: 赤外線高感度カメラを使用して、USB ウェブカ?…

Representative Results

ここに記載した結果は、提示方法と取得することができるものの代表例です。したがって、結果は、血脈と実験条件によって表層魚群のここで示したものから少し逸脱できます。 魅力の振動挙動 図 3洞窟の表面魚 VAB の代表的な結果を見つけ…

Discussion

これらの提案手法は簡単にアクセスが、フリーウェア起源の性質を実行するために複雑にすることができます。したがって、試用版の試金および任意の実際の実験前に、解析を実行することを強くお勧めします。

データ生成の速度は、実験と解析のフレームワークを確立したら迅速に対応できます。いったん確立すれば、VAB の試金のための 7 分のレコードの 2 つの魚、?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

私たちはこの原稿で使用される実験魚の魚のケアのため N. チェトラーロ、N. サイモン、C. バルディーズ、c. Macapac、j. チョイ、L. Lu、j. グエン、S. Podhorzer、H. Hernandes、j. フォン、加藤淳子、I. 主を含む吉澤研究室のすべてのメンバーに感謝します。また、赤外線 CCD カメラを組み立てる私を訓練する p. Masek を含む A. キーン研究室メンバーを感謝いたします。最後に、ハワイ大学マノアの貴重なビデオ、特に B. スミス、j. ラムと S のホワイト メディア研究室 – 社会科学の大学 – 通信学校に感謝したいと思います。この作品は、ハワイのコミュニティ財団 (16CON 78919 と 18CON 90818) によって支えられたし、私に健康の日の出の国立研究所 (P20GM125508) を付与します。

Materials

4-Di-1-ASP (4-(4-(dimethylaminostyryl)-1-methylpyridinium iodide) MilliporeSigma D3418
880 nm wave length black light Advanced Illumination BL41192-880
avfs freeware Version 1.0.0.6 http://turtlewar.org/avfs/
Avisynth freeware Version 2.6.0 http://avisynth.nl/index.php/Main_Page
Cygwin freeware Version 2.11.0 https://www.cygwin.com/
Cylindrical assay chamber (Pyrex 325 ml glass dish) Corning 3140-100 10 cm diameter 5 cm high
Ethovision XT Noldus Information  Technology, Wageningen, The Netherlands Version 14 https://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt
Fish Aquarium Cylinder Soft Sponge Stone Water Filter, Black Jardin (through Amazon.com) NA Sponge filter for Sleep/hyperactivity recording system
Grade A Brine shrimp eggs Brine shrimp direct BSEA16Z
ImageJ freeware Version 1.52e https://imagej.nih.gov/ij/
macro 1.8/12.5-75mm C-mount zoom lens Toyo NA Attach to USB webcam by using c-mount, which is printed in 3-D printer
Neutral Regulator Seachem NA
Optical cast plastic IR long-pass filter Edmund optics 43-948 Cut into a small piece to fit in the CCD of USB webcam
pfmap freeware Build 178 http://pismotec.com/download/ (at “Download Archive” link at the bottom)
Reef Crystals Reef Salt Instant Ocean RC15-10
SwisTrack freeware Version 4 https://en.wikibooks.org/wiki/SwisTrack
USB webcam (LifeCam Studio 1080p HD Webcam) Microsoft Q2F-00013 Cut 2-2.5 cm of the front
WinAutomation freeware Version 8 https://www.winautomation.com/ (free stand-alone app for this procedure)
Windows operating system Microsoft 7, 8 or 10 https://www.microsoft.com/en-us/windows
x264vfw freeware NA https://sourceforge.net/projects/x264vfw/

Referências

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Citar este artigo
Worsham, M., Fernandes, V. F. L., Settle, A., Balaan, C., Lactaoen, K., Tuttle, L. J., Iwashita, M., Yoshizawa, M. Behavioral Tracking and Neuromast Imaging of Mexican Cavefish. J. Vis. Exp. (146), e59099, doi:10.3791/59099 (2019).

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