Tanãcnica usa flutuações em pixels de vadeo para medir o uso de energia de embriaµes em desenvolvimento
Os cientistas fizeram um grande avanço no estudo do desenvolvimento embriona¡rio e como ele pode ser afetado por fatores externos, como asmudanças climáticas.
Um gra¡fico desuperfÍcie 3D de brilho de pixel flutuante no vadeo de um embria£o com os picos mais altos, que são laranja, indicando os pixels mais brilhantes. Crédito: Dr. Oli Tills, University of Plymouth
Os cientistas fizeram um grande avanço no estudo do desenvolvimento embriona¡rio e como ele pode ser afetado por fatores externos, como asmudanças climáticas.
Pesquisadores da Universidade de Plymouth desenvolveram uma técnica de ponta que lhes permite examinar instantaneamente as caracteristicas biológicas e comportamentos de embriaµes em desenvolvimento como uma assinatura energanãtica, em vez de focar em caracteristicas individuais.
O manãtodo, descrito em um estudo publicado na BMC Bioinformatics , éconstruado em torno de um vadeo de lapso de tempo capturado pelos pesquisadores de animais aqua¡ticos - especificamente, os embriaµes de um caracol de águadoce Radix balthica - durante seus primeiros e mais dina¢micos esta¡gios de vida.
Com cada vadeo sendo composto por uma sanãrie de pixels individuais, cujo brilho varia de um quadro para o outro, a equipe desenvolveu um meio de usar essas flutuações para rastrearmudanças detalhadas no uso de energia .
Os traa§os substitutos de energia resultantes significam que, em vez de escolher aspectos individuais para medir, os cientistas podem capturar todos os traa§os visaveis em um vadeo como um espectro de valores de energia capturando uma amplitude maior de resposta biológica.
Os traa§os de proxy de energia respondem de forma marcadamente diferente a s medições tradicionais do fena³tipo (caracteristicas observa¡veis ​​de um organismo), como frequência cardaaca ou movimento e, o que éimportante, são altamente específicos para diferentes temperaturas ao longo do desenvolvimento.
A equipe também usou a técnica para demonstrar que a quantidade total de energia expressa durante o desenvolvimento de um embria£o pode ser usada para prever sua taxa de crescimento, sugerindo que pode refletir o uso real de energia pelo pra³prio embria£o.
O Dr. Oli Tills, pesquisador da Escola de Ciências Biola³gicas e Marinhas e principal autor do novo estudo, disse: "Escolher o que medir pode muitas vezes ser uma escolha difacil para os bia³logos, mas pode direcionar o resultado dos experimentos. Essa escolha pode seja comparado a lana§ar dardos com os olhos vendados, com a esperana§a de acertar o alvo ao escolher caracteristicas biológicas relevantes que respondem de forma informativa durante os experimentos.
"A biodiversidade torna essa tarefa um desafio significativo no estudo do fena³tipo, por apresentar uma grande variedade de formas e funções para escolher. Este estudo tem implicações importantes em como abordaremos esses estudos no futuro. Ele apresenta um manãtodo que étransferavel para diferentes espanãcies, abordagens experimentais e que se afasta das limitações de nossa abordagem anterior de sorte com maconha. "
A nova pesquisa baseia-se no trabalho existente da mesma equipe de Plymouth, aplicando bioimagem, roba³tica e visão computacional para produzir medições automatizadas de tamanho, forma, movimento e função - incluindo frequência cardaaca - de organismos aqua¡ticos.