線虫相互作用解析による集団行動突然変異体の抽出と行動データベースの作成

通过线虫相互作用分析提取集体行为突变体并创建行为数据库

基本信息

批准号：
16650065
负责人：
岡浩太郎
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

特定神経細胞を除去した線虫、または行動に変異がある線虫について、筋収縮などの微細な変化を検出する方法を開発した。具体的には、線虫の行動を顕微鏡視野中に拘束し、線虫部位ごとの動きを定量した。線虫を固定方法として、試行錯誤の結果、線虫尾部を瞬間接着剤で固定した。瞬間接着剤自身の匂いが線虫行動に影響を与える可能性があるため、種々の接着剤についてChemotaxis Indexを調べた。その結果、忌避および誘引のいずれにも作用しない適切な接着剤を見出すことができた。この接着剤で尾部を固定した線虫について、前進と後退時における行動を、固定していない線虫と比較したところ差異は見出せなかった。このことは本線虫固定方法が適当であることを示している。顕微鏡下で線虫を固定し、その行動を詳細に解析する手法を次に開発した。このために、顕微鏡下で観察・録画した線虫画像をコンピュータに取り込み、線虫体表の任意の点に標点を置き、その点を自動追尾する方法を用いた。現画像を2値化処理することにより、標点を連続追跡することが可能となった。これら固定と標点自動追尾方法を、実際に野生型線虫に適用した。野生型線虫を顕微鏡下で固定し、2種類の異なる匂い(diacetylとbenzealdehyde)刺激をステップ状に与えた際の線虫挙動を微小解析した。この2種類の匂い物質は異なる感覚神経細胞を刺激することが知られているものであり、この刺激により線虫の頭部首振りの頻度低下が持続する時間が異なることを初めて明らかにすることができた。このことは、本開発手法が従来のマクロな行動観察とは異なる線虫行動の微細な、速い応答を検出することに利用できることを示したものである。今後は引き続き本方法により、感覚神経細胞に変異を持つ線虫を皮切りに、線虫行動データベースの整備を進める。

我们开发了一种方法来检测微小变化，例如已去除特定神经元或具有行为突变的线虫的肌肉收缩。具体来说，我们将线虫的行为限制在微观视野内，并量化每个线虫位点的运动。作为固定线虫的方法，经过反复试验，采用瞬干胶将线虫尾部固定。由于速干胶本身的气味可能会影响线虫的行为，因此我们研究了各种粘合剂的趋化指数。结果，我们找到了一种既不具有排斥性也不具有吸引力的合适粘合剂。当我们比较尾巴被这种粘合剂固定的线虫在向前和向后移动时的行为时，我们发现它们与尾巴没有固定的线虫之间没有差异。这表明本线虫固定方法是合适的。接下来，他们开发了一种在显微镜下固定线虫并详细分析其行为的方法。为此，我们采用了一种方法，将在显微镜下观察和记录的线虫图像导入计算机，将测量仪放置在线虫体表的任意点上，并自动跟踪该点。通过对当前图像进行二值化，可以连续跟踪测量点。我们实际上将这些固定和自动跟踪方法应用于野生型线虫。将野生型线虫固定在显微镜下，并在逐步施加两种不同的气味刺激（二乙酰和苯甲醛）时对它们的行为进行微观分析。已知这两种类型的气味剂会刺激不同的感觉神经元，这项研究首次揭示了线虫摇头频率减少的持续时间因刺激的完成而异。这表明所开发的方法可用于检测线虫行为的微小而快速的反应，这与传统的宏观行为观察不同。未来，我们将继续使用这种方法开发线虫行为数据库，从感觉神经元发生突变的线虫开始。