継続的な tardigrade 抗菌ペプチドの研究は、中西部大学研究事務所主催プログラム (ORSP) から学内資金によってサポートされます。ORSP、研究デザイン、データ収集、分析、解釈、または原稿を準備する役割がなかった。

1 です。 興味の蛋白質群を定義する機能を決定する <ol><li>グループの一部と見なされるために必要な機能に関する合意がある場合を決定する相談以前の出版物。不一致や研究グループ間の意見の違いのメモを取るし、別の 1 つのサブグループを区別するために役立つ可能性がある特徴があります</li>。
	<li>以前文献で定義する特性が解決されない場合は、保存機能を識別するための出発点として、グループの代表者と見なされているシーケンスを使用します</li>。
</ol> 2。該当するシーケンスを収集 <ol><li>レビューが書かれている場合、グループを代表しているシーケンスの分析を含む、これらのシーケンスは、生のデータセット。受入番号、文献で参照を使用してシーケンスを取得し、編集プログラム標準の順序で保存 (例えば、 EditSeq Lasergene スイートまたは 1 つの利用できる多くの無料のオンライン).</li>
	<li>は、グループには 1 つの構造のデータベースで定義されている場合のデータベースはデータベースに記載されている加盟番号を使用して取得シーケンス グループの一員として、シーケンスを含めるし、標準シーケンス編集で保存プログラムでは、上記のようにします 。
	注: たとえば、SCOP データベースで CS αβ (サソリ毒素のような) スーパーファミリーに分類されるシーケンスはこちら: http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/data/scop.b.h.c.h.html.</li> <li>実行基本的なローカルパブリックなオンライン データベース国立センターの生物工学情報 (NCBI) 文献にない含まれているシーケンスを見つけることが提供または構造の配置検索ツール (ブラスト) 14 検索データベース。最も結果を完了、両方蛋白質ブラスト (blastp) を使用し、タンパク質 (tblastn) のクエリ プログラムと爆発を翻訳これらは、両方で利用できる: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi。
	<ol><li>使用シーケンスをクエリ シーケンスとして興味のグループの一部であることが知られています。コピーして、上部にある検索ボックスにシーケンスを貼り付けるかあれば GenBank 加盟番号または gi 識別子を提供します</li>。
		<li>は、ドロップ ダウン メニューからデータベースを選択します。Blastp の重複を除いた蛋白質シーケンス (nr) を選択し、tblastn のタグを表現します</li>。
		<li>有機体の有機体または分類群名を入力し、入力時に表示されるリストから選択する設定で特定の分類で検索します。追加有機体または除外する分類を追加するをクリックして、&#34; + &#34; ボタンと別のフィールドが表示されます。有機体または分類群の名は、入力して、チェック時に表示される一覧から選択するを入力することによって生物ボックスの任意の不要なイチイを除外、&#34; 除外 &#34; 右側のボックスです</li>。
		<li>をクリックして追加のパラメーターにアクセス &#34; アルゴリズム パラメーター &#34;、ページの下部に。パラメーターを変更するための理論的根拠がない限り、デフォルトのままにします</li>。
		<li>をクリックして、&#34; 爆発 &#34; 解析を実行するボタン; 結果を表示いくつかの時間がかかることがあります。一般的には、ヒットの期待値 (または e 値) を含むを取得 &#34; -05 &#34; またはより良いし、編集プログラム標準の順序で保存します。
		<ol><li>すべてのヒットがこのしきい値を超えるなら、すべて該当するシーケンスを取得する ([アルゴリズム パラメーター] セクション) ターゲット シーケンス数の増加と検索を再実行します</li>。
		</ol></li></ol></li> <li>必要に応じて、トリム無関係な情報 (例えば、 CS αβ 折りは、成熟したペプチドにのみ適用されます) を除外するシーケンス。信号ペプチドおよび支柱 15 を使用して除去するためプロ ペプチッド識別 (利用できるオンライン)、またはより洗練された信号ペプチド予測 16 SignalP (利用できるオンライン).</li>
</ol> 3。重要な機能が識別されたに基づくスプレッドシート参照を生成する <ol><li>重要グループの特徴を識別します。たとえば、昆虫 クロキンバエなど ( 図 1) 8 から A をディフェンシンの溶液構造によって決定的に確立された CS αβ 倍を使用します。
	<ol><li>この倍にはシステイン安定ヘリックス (CSH) 17 と呼ばれる小さいモチーフが含まれています; (X は任意のアミノ酸) CXXXC でこのモチーフを識別する 2 つのジスルフィド結合を形成する CXC の上流 ( 図 1 固体、ピンクのライン). 
		注: CS αβ モチーフを完了する追加システイン CSH モチーフ ( 図 1、ピンクの点線) の各半分の前に配置から形成される 3 番目のジスルフィド結合します</li>。
	</ol></li> <li>スプレッドシートに機能を定義するこれらを入力してください。 図 2 を参照してください。
	<ol><li>保存機能とこれらの機能の間のスペースを表す列の使用。列番号を合わせて、一貫した幅があることを確認十分な幅を維持します。幅を使用して設定、&#34; 形式 |列の幅 &#34; 関数 ( 図 2、ピンクの矢印).</li>
		<li>シーケンス名の行を使用します</li>。
		<li>シーケンスが機能は、塗りつぶし関数 ( 図 2、ピンクの正方形) を使ってボックスを入力します。機能間の間隔、間のボックスにアミノ酸の数を入力し、品切れにしておきます。たとえば、C2 と C3 と C5 と C6 の間に定義された間隔で六つのシステインを含む参照を与える昆虫ディフェンシン シーケンスを使用します</li>。
	</ol></li> <li>構造データベースおよび文献に基づくグループのメンバーとして以前に確立した代表的なシーケンスを追加します 。
	注: たとえば、先行文献と SCOP データベースを識別する包含のためのいくつかのグループ: 昆虫ディフェンシン、短鎖サソリ毒素、長鎖サソリ毒素 MGD 1、植物のディフェンシン、ABFs 線虫、ショウジョウバエ から drosomycins とmacins。文献はまたこのスーパーファミリー 18 の祖先を表す場合があります唯一の 4 つのシステインと細菌シーケンスを識別します。これらのシーケンスを追加する 6 から 10 の参照のシステインの数を増加させるが、重要な構造の特徴 ( 図 3) のアライメントを維持します。
	<ol><li>シーケンス (たとえば、余分なシステイン) のサブグループを定義する可能性のある機能を追加する、&#34; 挿入 &#34; 関数 ( 図 3、ピンクの矢印).</li>
		指定されたシーケンスから欠落している機能未充足のままおよび介在のアミノ酸を表すボックスとそれを組み合わせるある場合は <li>。必要に応じて、差し込み印刷とセンター機能 ( 図 3、ピンク色のボックス) を使用してセルを結合します</li>。
	</ol></li> <li>大きなスーパーファミリーの各グループの変化のより良い画像を得るために 続行シーケンスをグループに追加します。( 図 4) の比較を容易にするためにグループの特性を要約します。
	<ol><li>アミノ酸の主な機能の間の数が変化、6-12 (6 に 12 アミノ酸) といずれかを示すスラッシュなど、範囲を示すハイフンを使用して/または、7/10 (7 または 10 アミノ酸) など</li>。
		<li>は、参照に含めるには、関連が十分に頻繁に発生しないシーケンスの機能に注釈を付ける方法を選択します。たとえば、システインはこのスーパーファミリーで重要なのでラベルを追加システイン ( 図 4、ピンク色のボックス).</li>
	</ol></li> <li>Newl を追加ガイドとして確立されたシーケンスを使用してスプレッドシートに y 識別シーケンス。たとえば、クマムシ (黄色) からシーケンスを追加する tardigrade のシーケンスが ( 図 5 スペース用シーケンスごとに 1 行の代わりに集計が表示されます) スーパーファミリーのいくつかの異なるグループに入ることを示しています</li>。
	<li>( 図 6) の行を並べ替えることによって分類群内変動を表示します</li>。
</ol> 4。アミノ酸の線形の改良への参照を使用して 注: 多重配列アライメントに使用することができます多くのプログラムがありますが、このデモは分子進化遺伝学解析 (MEGA6) を使用して 19 だから無料でダウンロードして利用できます。
<ol><li>をダウンロードしてソフトウェアをインストールします</li>。
	<li>を選択してメガの新しい整列を開始 &#34; 編集/ビルド配置 &#34; 整列タブの選択の下で &#34; 新しい線形を作成 &#34;] をクリックし、表示されるボックスに &#34; OK &#34; を選択 &#34; タンパク質。 &#34;</li>。
	<li>選択 &#34; ファイルから挿入のシーケンス &#34; で、&#34; 編集 &#34; シーケンスをインポートするメニュー 。
	注: シーケンスは、メガにインポートできる FASTA 形式でする必要があります。既定では、異なるアミノ酸の種類を反映する背景色が使用されますの下でこのオプションをオフにすることができます、&#34; 表示 &#34; メニュー</li>。
	<li>すべてのシーケンスを入力すると、屈曲アーム アイコンをクリックし、&#34; 整列蛋白質 &#34; 筋アルゴリズム 20 を使用してシーケンスを配置する 。
	注: ClustalW も可能です。
	<ol><li>場合は何も選択したポップアップをされており、すべてを選択するように求められますことを示すメッセージをクリックして &#34; OK。 &#34;</li> <li>注: ウィンドウが開き、いずれかのいくつかのパラメーターを変更することができるが、彼らは変更のみ必要がありますそうする理由があります。この分析は、以前紙 12 分析シーケンスのサブセットを使用します</li>。
	</ol></li> <li>チェックの配置が重要な機能に基づく; シーケンス上のトップ バー アミノ酸が完全にはすべての列が表示されますメモが保存されている (*)。参照してください 図 7。初期配置が 4 つの保存されたシステイン ( 図 7、ピンク色のボックス); の 3 つだけを示していますを参照してください。列を見下ろして AlCRP シーケンスが明らかにずれている ( 図 7、ピンクの矢印).</li>
	間の大きいギャップの解消を取得する <li>とダッシュ ハイライト表示、保存された C、&#34; 削除 &#34; キー。任意のアミノ酸を強調しないまたは同様削除されます</li>。
	右側にアミノ酸を移動、ハイライトしスペースバーを押して <li>
	<ol><li>注整列構造システインがなりました、AlCRP と CXXXC のモチーフの最後の C が配置 ( 図 8) で保存されています。シーケンスの最も重要な機能の優先順位に応じて位置を調整する</li>。
	</ol></li></ol> 5。グループ識別による系統解析から結果を参照比較 <ol><li>予備線形から決定どのシーケンスが系統解析; シーケンスの数が少ないために含める必要があります、このステップが必要はありません。
	<ol><li>すべてのシーケンスを含む配置ファイルのまま系統解析の冗長なシーケンスを削除 (重複シーケンスの 図 9、ピンク ボックス ショー ペア).</li>
		<li>データ セットには、配列の多数が含まれている場合、予備分析を実行して、グループから選択の代表者は、常に、クレードを形成します</li>。
	</ol></li> <li>最高のアミノ酸置換モデルを決定します。
	<ol><li>([データ] タブで) メガ形式で配置をエクスポートします</li>。
		<li>[モデル] メニューに移動し、選択 &#34; を見つける最高 DNA/タンパク質モデル &#34; 変更することができますいくつかのパラメーターを持つウィンドウが開きます; 先ほど保存したファイルを選択し、それを開きます。</li>。
		<li>は、それらを変更する理由がある場合を除き、既定のパラメーターを使用します。クリックして &#34; 計算 &#34; 分析を開始します</li>。
	</ol></li> <li>メガで最大尤度 (ML) 解析を実行します。
	<ol><li>選択 &#34; 構築/テスト最大尤度ツリー &#34; 系統メニューから</li>。
		<li>モデルは 5.2 からデータに最適であると判断を選択 (置換モデルとして最高出力を与える &#34; レート サイトの中で &#34; パラメーター).</li>
		<li>ツリーのサポートのメジャーを取得する選択 1,000 ブートス トラップをレプリケートします</li>。
		<li>をクリックして &#34; を計算 &#34; 解析を実行するにはメガは、&#34; ツリー エクスプ ローラー &#34; ツリーを視覚化する</li>。
	</ol></li> <li>MrBayes オープン ソース ソフトウェア 21 でベイジアン解析を実行します 。
	注: MrBayes マニュアルはこのサイトからもできます。これは基本的な手順を提供するものですし、ベイズ法による系統解析を行うための包括的なガイドではありません。
	<ol><li>PAUP (ネクサス) 形式でメガ配置を MrBayes プログラムと同じフォルダーにエクスポートします</li>。
		<li>オープン MrBayes そして種類 &#34; exe ファイル名 &#34; (例えば、 &#34; exe Alignment.nex &#34;).</li>
		<li>は、モデルと解析パラメーターを指定します。5.2 のステップで指定されたいずれかモデルを選択するか、&#34; 混合 &#34; 設定は様々 なモデルを試してみて、最高の事後確率を持つ木のモデルの周波数を報告 (prset aamodelpr = 混合)。タイプ &#34; showmodel &#34; 現在のモデルの設定を報告して &#34; mcmc を助ける &#34; それぞれの簡単な説明、現在のパラメーター設定を表示する</li>。
		<li>を使用しての世代数を設定、&#34; mcmcp ngen = &#34; コマンド (100 万が一般的です).</li>
		<li>型 &#34; mcmc &#34; 分析を開始します</li>。
		<li>世代の数が完了すると、プログラムは世代以上を追加する求められます。分割周波数の平均標準偏差が 0.1 より小さい場合は、なしを入力します。それは 0.1 の上、解析を続行するべきか (マニュアル参照) いくつかのパラメーターを変更する必要があります</li>。
		<li>使用の &#34; sumt &#34; ツリー ファイルを生成するためのコマンドです</li>。
		<li>フィグツリーでツリーを表示できる分析が完了すると、コンセンサス ツリーが生成される、(利用可能なオンライン).</li>
	</ol></li> <li>メソッドは一貫した結果を生成するかどうかを表示するツリーを比較します 。
	注: いくつかのシーケンスは、多くの情報を与えないように: 木をうまく解決できない場合があります、枝が最小限にサポート ( 図 10).</li>
	<li>系統解析がこれらのグループをサポートするかどうかに参照を使用して特定のグループにツリーを比較します</li>。
</ol>

<ol>
	<li>Matsuyama, K., Natori, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+Three+Antibacterial+Proteins+from+the+Culture+Medium+of+NIH-Sape-4,+an+Embryonic+Cell+Line+of+Sarcophaga+peregrina.">Purification of Three Antibacterial Proteins from the Culture Medium of NIH-Sape-4, an Embryonic Cell Line of Sarcophaga peregrina.</a> J Biol Chem. 263 (32), 17112-17116 (1988).</li><li>Lambert, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insect+immunity:+Isolation+from+immune+blood+of+the+dipteran+Phormia+terranovae.+of+two+insect+antibacterial+peptides+with+sequence+homology+to+rabbit+lung+macrophage+bactericidal+peptides.">Insect immunity: Isolation from immune blood of the dipteran Phormia terranovae. of two insect antibacterial peptides with sequence homology to rabbit lung macrophage bactericidal peptides.</a> PNAS. 86 (262-266), (1989).</li><li>Dimarcq, J. -. 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著者は、何を開示します。

グループ内でのタンパク質の命名基準は明確にする必要がありますが、これは常にそうではありません。フォールド CS αβ のシーケンスは、様々 な生物を使用して命名法の異なるシステムの結果し同様、特性のレベルを変化させる多くのラボで研究されている.完全に新しい命名法を課すしようとすると、妥当ではないと以前の文学をコンサルティングするとき大いに混乱になります。スー?...

特性および他の蛋白質との関係は、タンパク質の名前を反映すべき。残念ながら、名が発見の時に一般に割り当てられ、研究し続けており、大きな文脈の理解を変更可能性があります。タンパク質が独立して以上 1 つのラボ、命名やと思われる名前を割り当てるときに決定的な特性変更してもはや十分に蛋白質を区別する名前によって識別された場合、これは複数名につながることができます。他から。
無脊椎動物のディフェンシンは、変性専門語および分類の良い例を提供します。最初の無脊椎動物のディフェンシンは、昆虫から報告された、哺乳類ディフェンシン1,2知覚の相同性に基づいて提案された、名前「昆虫ディフェンシン"。用語のディフェンシンはまだ使用されて、その無脊椎動物、哺乳類のディフェンシンは、共通祖先3,4を共有しないにもかかわらず、明らかになった。種に応じて「ディフェンシン」無脊椎動物は六つまたは 8 つのシステイン (3 つまたは 4 つのジスルフィド結合となる) とさまざまな抗菌活性があります。線虫 remanei5から最近同定された cremycins などの状況、同じ特性を持つ蛋白質を複雑にディフェンシンは常に「ディフェンシン、」呼び出されませんよう。さらに、無脊椎動物の大きいディフェンシンは脊椎動物 β-ディフェンシンより他の無脊椎動物のディフェンシン6に関連する進化する可能性が高い。それにもかかわらず、研究者は時々、名前「ディフェンシン」どのシーケンスは、解析に含めるかを決定するときに依存します。
構造研究は、昆虫のディフェンシンとサソリ毒素7間の類似性を明らかにし、CS αβ 倍その後昆虫ディフェンシン8の構造特性を定義として設立されました。この倍は現在 5 つの家族が含まれています、タンパク質構造分類 (SCOP) データベース9でサソリ毒素のような (CS αβ) スーパーファミリーを定義します: 昆虫ディフェンシン、短鎖サソリ毒素、長鎖サソリ毒素MGD-1 (軟体動物) からと植物のディフェンシン。このスーパーファミリーは、最近は、cis ディフェンシン4とキャス/遺伝子 3 D データベース10、113.30.30.10 スーパーファミリーと同義です。様々 な無脊椎動物の分類、植物および菌類をこの倍を含んでいる蛋白質の名前が明確にはシステイン番号または接合パターン、抗菌活性、進化の歴史12に関連しないことから研究。
一貫性と明確な基準の欠如を名前を付け、このスーパーファミリーで新たに確認されたシーケンスの分類を困難に作る。このスーパーファミリー蛋白質を比較することに大きな障害となってシステインはそれぞれ個々 のシーケンスに対して (各シーケンスで最初のシステインは C1)、構造の役割を考慮する方法がないと番号が付けられます。これはシステインの同じ番号を持つシーケンスだけを比較できることを意味します。アラインメントと系統解析を難しくした CS αβ 折りを形成システイン以外ほとんどシーケンス保全がありません。構造的特徴を優先番号システムを開発することによってスーパーファミリー シーケンスことができますより簡単に比較して、整列します。保存機能だけでなく、これらのサブグループを定義するが、すぐに視覚化できることし、適切なコンテキストに新しいシーケンスをより簡単に配置できます。
本稿は、番号 CS αβ スーパーファミリーのシステム参照を生成する表計算ソフト (たとえばExcel) を使用します。それはこのシーケンスの比較を明確にしクマムシから識別される新しい CS αβ シーケンスに適用されますを示します。興味のシーケンスを使用する場合は、ガイダンスを提供するプロトコルを書かれた CS αβ スーパーファミリーを例として使用して、しかし、それはこのスーパーファミリーまたはシステイン豊富なシーケンスに固有するものではありません。このメソッドは、異なる分類群で独立して研究されているおよび/または分子解析ソフトウェアによって容易に認識されないことが離散特性を持つほとんどの全体的な相同タンパク質のグループに最も役に立つでしょう。されますので、限られたユーティリティの重要な機能は特定されていない場合、このメソッドは、重要な機能に関するいくつかの事前の意思決定を必要とします。主な目的は、順序関係の簡単な可視化を実現する方法を示すことです。これは、解析、配列アラインメントを通知する使用できますが、バーコード メソッドがオートメーション13のより多くの容量を持つ適切な代替になる配置と分析は主目標である場合。現在のメソッドは、3 D 構造の直接的可視化に役立つされませんので線形形式で各ペプチドの機能を表示します。

<table width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:216px;height:42px;">BLAST webpage</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">EditSeq (Lasergene suite)</td>
			<td style="width:71px;">DNASTAR</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">https://www.dnastar.com/t-allproducts.aspx</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">Excel 2013</td>
			<td style="width:71px;">Microsoft</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="width:216px;height:63px;">FigTree</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">&#160;http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:216px;height:21px;">MEGA</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>www.megasoftware.net</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:216px;height:42px;">MrBayes</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">http://mrbayes.sourceforge.net/</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:216px;height:42px;">SCOP database</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

creating and applying a reference to facilitate the discussion and classification of proteins in a diverse group

さまざまな生物を使用して別のラボで研究されている関連タンパク質は全体としてグループを議論して、適切なコンテキストに新しいシーケンスを配置する困難の命名と分類、統一システムに欠けるかもしれない。構造に関連する重要なシーケンス機能を優先する参照の開発および/または蛋白質の多様なグループにいくつかの一貫性を追加する確立された名前に加えてアクティビティを使用できます。本稿は表示方法表計算ソフトで生成された参照することができます既存のタンパク質スーパーファミリーの間の関係を明らかにするだけでなく新しいの追加を容易にするため例としてシステイン安定化 α-ヘリックス (CS αβ) スーパーファミリーを使用します。シーケンス。それはまた参照が系統解析の妥当性に影響を与える一般的に使用されるソフトウェアで生成された配列アラインメントを絞り込むに役立つかを示しています。参照の使用は、分子解析によって適切にキャプチャされない機能を備えた、イチイの広いスペクトルからの高度に分岐のシーケンスを含む蛋白質のグループの最も役に立つでしょう。

文献で報告された CS αβ スーパーファミリーのシーケンスのグループは、図 4のとおりです。各シーケンスの番号付けに基づいてシステインの組み合わせは、5 つの基本的なグループ (表 1、中央の列) をお勧めします。グループ 1 は 6 システイン 3 二硫化から債券、昆虫、クモ、軟体動物、線虫、菌類からのシーケンスが含まれてい?...

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Creating and Applying a Reference to Facilitate the Discussion and Classification of Proteins in a Diverse Group

作成し、ディスカッションと多様なグループの蛋白質の分類を容易にする参照を適用します。

このプロトコルの目的は、首尾一貫した命名と分類基準に欠けているグループの発散の蛋白質のための参照を開発します。このリファレンスでは、分析と全体としてグループの議論を促進し、設立名に加えて、使用することができます。

Related proteins that have been studied in different labs using varying organisms may lack a uniform system of nomenclature and classification, making it ...

creating-applying-reference-to-facilitate-discussion-classification

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Behavior

7.0K ビュー.  Midwestern University. このプロトコルの目的は、首尾一貫した命名と分類基準に欠けているグループの発散の蛋白質のための参照を開発します。このリファレンスでは、分析と全体としてグループの議論を促進し、設立名に加えて、使用することができます。

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The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden hand is touched. If the viewed and felt touches are given at the same time then this is sufficient to induce the compelling experience that the rubber hand is one's own hand. The RHI can be used to investigate exactly how the brain constructs distinct body representations for one's own body. Such representations are crucial for successful interactions with the external world. To obtain a subjective measure of the RHI, researchers typically ask participants to rate statements such as "I felt as if the rubber hand were my hand". Here we demonstrate how the crossmodal congruency task can be used to obtain an objective behavioral measure within this paradigm.
The variant of the crossmodal congruency task we employ involves the presentation of tactile targets and visual distractors. Targets and distractors are spatially congruent (i.e. same finger) on some trials and incongruent (i.e. different finger) on others. The difference in performance between incongruent and congruent trials - the crossmodal congruency effect (CCE) - indexes multisensory interactions. Importantly, the CCE is modulated both by viewing a hand as well as the synchrony of viewed and felt touch which are both crucial factors for the RHI.
The use of the crossmodal congruency task within the RHI paradigm has several advantages. It is a simple behavioral measure which can be repeated many times and which can be obtained during the illusion while participants view the artificial hand. Furthermore, this measure is not susceptible to observer and experimenter biases. The combination of the RHI paradigm with the crossmodal congruency task allows in particular for the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the RHI.

We demonstrate how an objective measure can be employed in the widely employed rubber hand illusion paradigm. This measure is obtained by modifying the well-established crossmodal congruency task. This task allows the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the rubber hand illusion.

ラバーハンドイリュージョンパラダイムにおける客観行動測定値を得るための手段としてクロスモーダル一致タスク

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

行動学

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

ビート難聴を暴く：同期指タッピングと知覚タイミングタスクを検出リズム障害

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Using the Threat Probability Task to Assess Anxiety and Fear During Uncertain and Certain Threat

Fear of certain threat and anxiety about uncertain threat are distinct emotions with unique behavioral, cognitive-attentional, and neuroanatomical components. Both anxiety and fear can be studied in the laboratory by measuring the potentiation of the startle reflex. The startle reflex is a defensive reflex that is potentiated when an organism is threatened and the need for defense is high. The startle reflex is assessed via electromyography (EMG) in the orbicularis oculi muscle elicited by brief, intense, bursts of acoustic white noise (i.e., &#8220;startle probes&#8221;). Startle potentiation is calculated as the increase in startle response magnitude during presentation of sets of visual threat cues that signal delivery of mild electric shock relative to sets of matched cues that signal the absence of shock (no-threat cues). In the Threat Probability Task, fear is measured via startle potentiation to high probability (100% cue-contingent shock; certain) threat cues whereas anxiety is measured via startle potentiation to low probability (20% cue-contingent shock; uncertain) threat cues. Measurement of startle potentiation during the Threat Probability Task provides an objective and easily implemented alternative to assessment of negative affect via self-report or other methods (e.g., neuroimaging) that may be inappropriate or impractical for some researchers. Startle potentiation has been studied rigorously in both animals (e.g., rodents, non-human primates) and humans which facilitates animal-to-human translational research. Startle potentiation during certain and uncertain threat provides an objective measure of negative affective and distinct emotional states (fear, anxiety) to use in research on psychopathology, substance use/abuse and broadly in affective science. As such, it has been used extensively by clinical scientists interested in psychopathology etiology and by affective scientists interested in individual differences in emotion.

Potentiation of the startle reflex is measured via electromyography of the orbicularis oculi muscle during low (uncertain) and high (certain) probability electric shock threat in the Threat Probability Task. This provides an objective measure of distinct negative emotional states (fear/anxiety) for research on psychopathology, substance use/abuse, and broad affective science.

脅威の確率タスクを使用すると、不確実かつ特定の脅威の間に不安と恐怖を評価するために

Fear of certain threat and anxiety about uncertain threat are distinct emotions with unique behavioral, cognitive-attentional, and neuroanatomical ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

変更された穴会は - マウスとラットにおける行動、認知と社会的相互作用を測定する

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Applying Stereotactic Injection Technique to Study Genetic Effects on Animal Behaviors

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or knockdown gene expression in a relatively focused region without significant damage to the brain tissue. After recovery, the injected mouse can be tested on various behavioral tasks such as the Open Field Test (OFT) and the Forced Swim Test (FST). The OFT is designed to assess locomotion and the anxious phenotype in mice by measuring the amount of time that a mouse spends in the center of a novel open field. A more anxious mouse will spend significantly less time in the center of the novel field compared to controls. The FST assesses the anti-depressive phenotype by quantifying the amount of time that mice spend immobile when placed into a bucket of water. A mouse with an anti-depressive phenotype will spend significantly less time immobile compared to control animals. The goal of this protocol is to use the stereotactic injection of a lentivirus in conjunction with behavioral tests to assess how genetic factors modulate animal behaviors.

Stereotactic injection of lentiviruses expressing cDNAs or shRNAs can modulate gene expression in specific brain areas of mice. Here, we present a protocol to combine stereotactic injections with behavioral tasks, such as the Open Field Test (OFT) and the Forced Swim Test (FST).

定位注入法を適用すると、動物の行動の遺伝的影響を研究するために、

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or ...

The Social Dimension of Stress: Experimental Manipulations of Social Support and Social Identity in the Trier Social Stress Test

In many situations humans are influenced by the behavior of other people and their relationships with them. For example, in stressful situations supportive behavior of other people as well as positive social relationships can act as powerful resources to cope with stress. In order to study the interplay between these variables, this protocol describes two effective experimental manipulations of social relationships and supportive behavior in the laboratory. In the present article, these two manipulations are implemented in the Trier Social Stress Test (TSST)&#8212;a standard stress induction paradigm in which participants are subjected to a simulated job interview. More precisely, we propose (a) a manipulation of the relationship between different protagonists in the TSST by making a shared social identity salient and (b) a manipulation of the behavior of the TSST-selection committee, which acts either supportively or unsupportively. These two experimental manipulations are designed in a modular fashion and can be applied independently of each other but can also be combined. Moreover, these two manipulations can also be integrated into other stress protocols and into other standardized social interactions such as trust games, negotiation tasks, or other group tasks.

Previous research on the social dimension of stress has focused on two important variables: social identity and social support. This protocol introduces an effective experimental manipulation of these two social variables and describes their implementation in a standard stress induction paradigm (Trier Social Stress Test).

トリーアの社会ストレステストにおけるソーシャルサポートと社会的アイデンティティの実験操作：ストレスの社会的側面

In many situations humans are influenced by the behavior of other people and their relationships with them. For example, in stressful situations ...

Psychophysical Tracking Method to Measure Taste Preferences in Children and Adults

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to adulthood. The method, which is identical for children, adolescents, and adults, is of short duration (&#60; 15 min), does not rely on sustained attention or place demands on memory (which would yield spurious age differences), and minimizes the impact of language development, making this method amenable to the cognitive limitations of pediatric populations. In this whole-mouth tasting method, subjects are asked to taste (without swallowing) pairs of solutions of different sucrose concentrations and to point to the solution they prefer. Each subsequent pair contains the participant&#39;s preceding preferred concentration and an adjacent stimulus concentration. The procedure continues until the subject chooses either a given concentration of sucrose when paired with both a higher and a lower concentration, or the highest or lowest concentration two consecutive times. Subjects are prevented from reaching response criteria on the basis of first or second position bias by the two-series design of the method, which counterbalances the order of solution presentation within each pair between the series (the weaker concentration is presented first in Series 1, second in Series 2). The geometric mean of the two sucrose concentrations chosen in Series 1 and 2 is an estimate of the participant&#39;s most preferred level of sucrose. Sucrose preference as determined with this laboratory-based measure has been shown to be associated with preference for sugars in foods and beverages and with taste receptor genotype, family history of alcoholism, and race/ethnicity, as well as depressive symptomatology among pediatric populations. The method has real-world relevance and has been applied to determine most preferred level of other tastes (e.g., salt), making it a valuable psychophysical tool.

Sweet taste has powerful hedonic appeal among people of all ages, particularly children. Described herein is a reliable and valid method that can be used to determine the level of sweetness most preferred, making it a valuable psychophysical tool for scientists.

子どもと大人で味の環境を測定するために心理物理追跡方法

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to ...

Behavioral Disturbances: An Innovative Approach to Monitor the Modulatory Effects of a Nutraceutical Diet

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, the traditional ways to monitor behavioral changes in dogs are complicated and not efficient. In the current clinical evaluation, a new, simple monitoring system was used to assess the effectiveness of a specific diet in positively modulating the intense and restless activity of 24 dogs of different ages and breeds. This protocol describes how to easily and rapidly evaluate improvement in a set of symptoms related to generalized anxiety by using a specific sensor, a mobile phone app, a wireless router, and a computer. The results showed that dogs treated with specific diets showed significant improvement in the times spent active and at rest after 10 days (p &lt; 0.01 and p &lt; 0.05, respectively). These dogs also showed an overall significant improvement in clinical and behavioral symptoms. A specific sensor, along with its related hardware, was demonstrated to successfully monitor behavioral changes relating to movement in dogs.

We report a simple approach to evaluate the effectiveness of a specific diet in positively modulating the daily activity and clinical and behavioral symptoms of dogs with evident behavioral disturbances.

行動障害：栄養補助食の調節効果をモニターするための革新的なアプローチ

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, ...

Using a Virtual Store As a Research Tool to Investigate Consumer In-store Behavior

People&#39;s responses to products and/or choice environments are crucial to understanding in-store consumer behaviors. Currently, there are various approaches (e.g., surveys or laboratory settings) to study in-store behaviors, but the external validity of these is limited by their poor capability to resemble realistic choice environments. In addition, building a real store to meet experimental conditions while controlling for undesirable effects is costly and highly difficult. A virtual store developed by virtual reality techniques potentially transcends these limitations by offering the simulation of a 3D virtual store environment in a realistic, flexible, and cost-efficient way. In particular, a virtual store interactively allows consumers (participants) to experience and interact with objects in a tightly controlled yet realistic setting. This paper presents the key elements of using a desktop virtual store to study in-store consumer behavior. Descriptions of the protocol steps to: 1) build the experimental store, 2) prepare the data management program, 3) run the virtual store experiment, and 4) organize and export data from the data management program are presented. The virtual store enables participants to navigate through the store, choose a product from alternatives, and select or return products. Moreover, consumer-related shopping behaviors (e.g., shopping time, walking speed, and number and type of products examined and bought) can also be collected. The protocol is illustrated with an example of a store layout experiment showing that shelf length and shelf orientation influence shopping- and movement-related behaviors. This demonstrates that the use of a virtual store facilitates the study of consumer responses. The virtual store can be especially helpful when examining factors that are costly or difficult to change in real life (e.g., overall store layout), products that are not presently available in the market, and routinized behaviors in familiar environments.

This paper describes the use of a desktop virtual store to create virtual shopping environments to investigate in-store consumer behavior. A description of the protocol to build and run experiments, example results from an experiment concerning store layout, and important considerations when conducting virtual store experiments are presented.

消費者の店内行動を調査するためのリサーチツールとしての仮想ストアの使用

People&#39;s responses to products and/or choice environments are crucial to understanding in-store consumer behaviors. Currently, there are various ...

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Over the last decade, employing computer animations for animal behavior research has increased due to its ability to non-invasively manipulate the appearance and behavior of visual stimuli, compared to manipulating live animals. Here, we present the FishSim Animation Toolchain, a software framework developed to provide researchers with an easy-to-use method for implementing 3D computer animations in behavioral experiments with fish. The toolchain offers templates to create virtual 3D stimuli of five different fish species. Stimuli are customizable in both appearance and size, based on photographs taken of live fish. Multiple stimuli can be animated by recording swimming paths in a virtual environment using a video game controller. To increase standardization of the simulated behavior, the prerecorded swimming path may be replayed with different stimuli. Multiple animations can later be organized into playlists and presented on monitors during experiments with live fish.
In a case study with sailfin mollies (Poecilia latipinna), we provide a protocol on how to conduct a mate-choice copying experiment with FishSim. We utilized this method to create and animate virtual males and virtual model females, and then presented these to live focal females in a binary choice experiment. Our results demonstrate that computer animation may be used to simulate virtual fish in a mate-choice copying experiment to investigate the role of female gravid spots as an indication of quality for a model female in mate-choice copying.
Applying this method is not limited to mate-choice copying experiments but can be used in various experimental designs. Still, its usability depends on the visual capabilities of the study species and first needs validation. Overall, computer animations offer a high degree of control and standardization in experiments and bear the potential to &#39;reduce&#39; and &#39;replace&#39; live stimulus animals as well as to &#39;refine&#39; experimental procedures.

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Using the novel FishSim Animation Toolchain, we present a protocol for non-invasive visual manipulation of public information in the context of mate-choice copying in sailfin mollies. FishSim Animation Toolchain provides an easy-to-use framework for the design, animation and presentation of computer-animated fish stimuli for behavioral experiments with live test fish.

作成し、ディスカッションと多様なグループの蛋白質の分類を容易にする参照を適用します。

要約

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ラバーハンドイリュージョンパラダイムにおける客観行動測定値を得るための手段としてクロスモーダル一致タスク

ビート難聴を暴く：同期指タッピングと知覚タイミングタスクを検出リズム障害

脅威の確率タスクを使用すると、不確実かつ特定の脅威の間に不安と恐怖を評価するために

変更された穴会は - マウスとラットにおける行動、認知と社会的相互作用を測定する

定位注入法を適用すると、動物の行動の遺伝的影響を研究するために、

トリーアの社会ストレステストにおけるソーシャルサポートと社会的アイデンティティの実験操作：ストレスの社会的側面

子どもと大人で味の環境を測定するために心理物理追跡方法

行動障害：栄養補助食の調節効果をモニターするための革新的なアプローチ

消費者の店内行動を調査するためのリサーチツールとしての仮想ストアの使用

FishSimアニメーションツールを使用して、魚の行動を調査する: 配偶者選択コピー八角 Mollies に関する事例

作成し、ディスカッションと多様なグループの蛋白質の分類を容易にする参照を適用します。

要約

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ラバーハンドイリュージョンパラダイムにおける客観行動測定値を得るための手段としてクロスモーダル一致タスク

ビート難聴を暴く：同期指タッピングと知覚タイミングタスクを検出リズム障害

脅威の確率タスクを使用すると、不確実かつ特定の脅威の間に不安と恐怖を評価するために

変更された穴会は - マウスとラットにおける行動、認知と社会的相互作用を測定する

定位注入法を適用すると、動物の行動の遺伝的影響を研究するために、

トリーアの社会ストレステストにおけるソーシャルサポートと社会的アイデンティティの実験操作：ストレスの社会的側面

子どもと大人で味の環境を測定するために心理物理追跡方法

行動障害：栄養補助食の調節効果をモニターするための革新的なアプローチ

消費者の店内行動を調査するためのリサーチツールとしての仮想ストアの使用

FishSimアニメーション ツールを使用して、魚の行動を調査する: 配偶者選択コピー八角 Mollies に関する事例

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