Методика использует колебания пикселей видео для измерения использования энергии развивающимися эмбрионами

Ученые совершили крупный прорыв в изучении эмбрионального развития и того, как на него могут влиять внешние факторы, такие как изменение климата.

Исследователи из Плимутского университета разработали передовую технику, которая позволяет им мгновенно исследовать биологические черты и поведение развивающихся эмбрионов в качестве энергетической сигнатуры, а не сосредотачиваться на индивидуальных характеристиках.

Метод, изложенный в исследовании, опубликованном в BMC Bioinformatics, построен на основе видео, снятого исследователями водных животных — в частности, эмбрионов пресноводной прудовой улитки Radix balthica — на самых ранних и наиболее динамичных этапах их жизни.

Поскольку каждое видео состоит из серии отдельных пикселей, яркость которых колеблется от одного кадра к другому, команда разработала средства использования этих колебаний для детального отслеживания изменений в потреблении энергии.

Полученные в результате энергетические прокси-черты означают, что вместо того, чтобы выбирать отдельные аспекты для измерения, ученые могут фиксировать все черты, видимые на видео, в виде спектра значений энергии, фиксируя более широкий спектр биологической реакции.

Энергетические прокси-черты заметно по-разному реагируют на традиционные измерения фенотипа (наблюдаемые характеристики организма), такие как частота сердечных сокращений или движения, и, что важно, они очень специфичны для разных температур на протяжении всего развития.

Команда также использовала эту технику, чтобы продемонстрировать, что общее количество энергии, выраженное во время развития эмбриона, можно использовать для прогнозирования скорости его роста, предполагая, что это может отражать фактическое использование энергии самим эмбрионом.

Доктор Оли Тиллс, научный сотрудник Школы биологических и морских наук и ведущий автор нового исследования, сказал: «Выбор того, что измерять, часто может быть трудным выбором для биологов, но он может повлиять на результаты экспериментов. Этот выбор может быть это можно сравнить с метанием дротиков с завязанными глазами в надежде, что вы попадете в яблочко, выбрав важные биологические черты, которые информативно реагируют на них во время экспериментов.

«Биоразнообразие делает эту задачу серьезной проблемой при изучении фенотипа, представляя огромный диапазон форм и функций на выбор. Это исследование имеет важное значение для того, как мы подходим к таким исследованиям в будущем. Оно представляет метод, который можно перенести на другие виды, экспериментальные подходы и который уходит от ограничений нашего предыдущего подхода удачи банка «.