Name: cryopreservation of zebrafish spermatogonia by whole testes needle immersed ultra-rapid cooling
Uploaded: 2018-03-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 32 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cryopreservation of Zebrafish Spermatogonia by Whole Testes Needle Immersed Ultra-Rapid Cooling at JoVE.com

Diese Studie wurde unterstützt durch die nationalen Forschung, Entwicklung und Innovation Office von Ungarn (Grant 116912, ÁH), COST-Büros (Lebensmittel und Landwirtschaft COST Action FA1205: AQUAGAMETE), das Stipendium Hungaricum Stipendienprogramm (Finanzhilfe für ZM) "und" die neu Ungarische nationale Excellence Predoctoral Fellowship (Stipendium, EK).

Alle hier beschriebene Methoden wurden von den ungarischen Tierschutzgesetz genehmigt.
(1) Reagenz Vorbereitung
<ol><li>Stammlösungen<ol>
<li>Bereiten Sie 1 M Trehalose durch Zugabe von 0,378 g Trehalose Dihydrat in 1 mL der dH2O. Mix gut, bis es vollständig auflöst.</li>
		<li>Bereiten Sie 1 M Saccharose durch Zugabe von 0,342 g Saccharose in 1 mL der dH2O. Mix gut, bis es vollständig auflöst.</li>
		<li>Bereiten Sie 1 M HEPES durch Zugabe von 0,238 g HEPES zu 1 mL von dH2O. Mix gut, bis es vollständig auflöst.</li>
		<li>Bereiten Sie 20 mg/mL Kollagenase (290 U/mg vor) durch Zugabe von 100 mg bis 5 mL PBS. Mischen Sie gründlich, bis es sich auflöst. Sterilfilter durch 0,2 µm-Filter. Aliquoten 50 µL in 0,2 mL PCR-Röhren und frieren bei - 20 ° C.</li>
		<li>Vorbereiten von 15 mg/mL Trypsin (~ 10000 U/mg) durch Zugabe von 75 mg auf 5 mL PBS. Mischen Sie gründlich, bis es sich auflöst. Sterilfilter durch 0,2 µm-Filter. Aliquoten 50 µL in 0,2 mL PCR-Röhren und frieren bei - 20 ° C.</li>
		<li>Bereiten Sie 1 mg/mL DNase ich (~ 3000 U/mg) durch Zugabe von 5 mg bis 5 mL PBS. Mischen Sie gründlich, bis es sich auflöst. Sterilfilter durch 0,2 µm-Filter. Aliquoten 50 µL in 0,2 mL PCR-Röhren und frieren bei - 20 ° C.</li>
		<li>Bereiten Sie 0,4 % Trypan blau 10 mL PBS 40 mg Trypan Blau hinzu. Sterilfilter durch 0,2 µm-Filter. Aliquoten 1 mL in 1,5 mL Röhrchen.</li>
		<li>Vorbereiten von 200 mg/L MS-222 (Tricaine Methan Sulfonate) durch Zugabe von 200 mg von MS-222 in 1 L dH2O. Mix gut, bis es vollständig auflöst. Darüber hinaus die MS-222 Pufferlösung mit Natriumbicarbonat zu einem neutralen pH-Wert von 7,0.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lösungen für Verglasung<ol>
<li>Bereiten Sie Gleichgewichtherstellung Lösung (ES): bereiten Sie 2 mL ES durch Mischen 121,5 µL von Methanol (MeOH; 1,5 M), 220 µL von Propylenglykol (PG, 1,5 M), 200 µL des FBS (10 %), 200 µL Trehalose-Stammlösung (0,1 M), 50 µL der Stammlösung HEPES (25 mM) und 1208.5 µL des L-15 in ein 2 mL-Tube.</li>
		<li>Bereiten Vitrification Lösung (VS): 2 mL VS durch das Mischen von 439 µL PG (3 M), 426 µL Dimethyl Sulfoxid vorbereiten (mir2SO; 3 M), 200 µL des FBS (10 %), 200 µL der Stammlösung Trehalose (0,1 M), 50 µL HEPES Lager-Lösung (25 mM) und 685 µL des L-15 in eine 2 mL-Tube.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lösungen für die Erwärmung<ol>
<li>Bereiten Sie wärmende Lösung 1 (WS1): bereiten Sie 1,5 mL WS1 in einer 2 mL-Tube durch Mischen 150 µL des FBS (10 %), 450 µL der Stammlösung Saccharose (3 M) und 900 µL des L-15.</li>
		<li>Bereiten Sie wärmende Lösung 2 (WS2): bereiten Sie 1,5 mL WS2 in einer 2 mL-Tube durch Mischen 150 µL des FBS (10 %), 150 µL der Stammlösung Saccharose (1 M) und 1200 µL des L-15.</li>
		<li>Bereiten Sie wärmende Lösung 3 (WS3): bereiten Sie 1,5 mL WS2 in einer 2 mL-Tube durch Mischen 150 µL EB (10 %) und 1350 µL des L-15.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Aufschlusslösung vorzubereiten: für jede Probe vorbereitet 500 µL der Verdauung-Lösung durch das Mischen von 50 µL der Stammlösung Kollagenase (2 mg/mL), 50 µL der Stammlösung Trypsin (1,5 mg/mL), 10 µL der DNase I (20 µg/mL) und 390 µL des L-15 in einer 2 mL tube.</li>
	<li>Dissektion Werkzeuge erhalten: Schere, Microscissors, Pinzetten, gebogenen Pinzette und Akupunkturnadeln.</li>
</ol>2. Hoden Sammlung
<ol><li>Die Fische einzuschläfern, indem man es in eine Schale mit 200 mg/L MS-222 (pH = 7). Stellen Sie bevor Sie fortfahren mit der Dissektion sicher, dass die Kiemen haben aufgehört sich zu bewegen und, dass mindestens 10 min vergangen seit diesem Moment Tod durch Hypoxie zu gewährleisten.</li>
	<li>Trocknen Sie die Fische durch klopfen sie auf einem Papiertuch und legen Sie es auf der dorsalen Seite auf einen sezierenden Mat.<ol>
<li>Erstens die Becken- und Brust Flossen für einfacher Dissektion abgeschnitten.</li>
		<li>Horizontal schnippeln Sie die Haut auf dem Bauch des Fisches zwischen den Brustflossen und schneiden Sie die Haut und die darunter liegenden Muskeln entlang der Bauch bis die Afterflosse.</li>
		<li>Öffnen Sie die Körperhöhle des Fisches und Heften Sie den linken und rechten Körperwand auf die Dissektion Matte mit Nadeln. Hinweis: Hoden befinden sich über den Magen-Darm-Organe auf beiden Seiten der Schwimmblase (Abbildung 1).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Um Verunreinigungen zu vermeiden, nicht nehmen die Magen-Darm-Organe, aber sanft zur Seite schieben und Entfernen des Hodens von der gegnerischen Seite. Hoden mit der Körperwand verbunden sind so sorgfältig zu entfernen und das verbindende Peritoneum durch Microscissors geschnitten.</li>
	<li>Zusätzlich, um Verunreinigungen zu vermeiden, erstens sterilisieren die Hoden, indem man sie in 70 % igem Ethanol für 2 s, und legen Sie dann Sie in L-15 auf einer 96-Well-Platte auf dem Eis. Hinweis: Wenn es notwendig ist, Blutgefäße saubere Hoden von Fettgewebe und große genau unter dem Stereomikroskop</li>
</ol>(3) Ultra-schnelle Abkühlung des Testikular-Gewebes
<ol><li>Mark Nadeln mit entsprechenden Etiketten je nach Probe geben und bereiten die Gleichgewichtherstellung (ES) und Verglasung Lösungen (VS).</li>
	<li>Übertragen Sie die Hoden auf eine größere well-Platte oder Schüssel und Stift zwei bis drei Hoden (oder mehr je nach Größe der Nadel) auf eine sterile Akupunkturnadel.<ol>
<li>Positionieren Sie zunächst den Hoden auf gebogenen Pinzette. Legen Sie die Spitze der Nadel in der Mitte der Hoden und ziehen Sie vorsichtig die Hoden nach oben mit der Pinzette.</li>
		<li>Ziehen Sie nach der Punktion des Hodens es vorsichtig nach oben in Richtung der Spitze der Nadel. Stellen Sie sicher die Hoden voneinander getrennt sind und dass sie nicht herunterfallen oder Abrutschen.</li>
		<li>Ort der Nadeln mit angehefteten Hoden in einem 2 mL Röhrchen gefüllt mit L-15 bis Verglasung (bei 25 ° c; Lagerzeit sollte nicht mehr als 1 h). Hinweis: Fixieren die Hoden auf der Nadel sollte erfolgen schnell, um den Hoden Austrocknen verhindert wird.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Übertragen Sie die Nadel mit Hoden in die Gleichgewichtherstellung Lösung und 5 min bei 25˚C inkubieren.</li>
	<li>Übertragen Sie die Nadel in die Verglasung-Lösung und inkubieren Sie für 30 s bei 25˚C.</li>
	<li>Entfernen Sie die Nadel aus der Vitrifikation Lösung, nehmen Sie schnell und schonend die restliche Lösung aus dem Gewebe von einem sterilen Papiertuch auf. Seien Sie vorsichtig, um den Hoden festhalten an das Papiertuch oder Herunterfallen zu vermeiden.</li>
	<li>Legen Sie die Nadel schnell in flüssigen Stickstoff in einer Styropor-Box gelegt. Hinweis: Führen Sie diesen Schritt schnell zu des Gewebes um die Flüssigstickstoff-Dampf zu vermeiden. Verwenden Sie geringe Mengen an flüssigem Stickstoff, um Cross-Kontamination der Proben zu vermeiden.</li>
	<li>Halten Sie die Nadel in flüssigem Stickstoff in eine geschlossene Styropor-Box für 5-10 min.</li>
	<li>PreCool, eine geöffnete 4,5 mL Cryotube und seine Mütze in der gleichen Box.</li>
	<li>Übertragen Sie nach ca. 5-10 min jede Nadel in eine separate Cryotube unter der Oberfläche des flüssigen Stickstoffes und schließen Sie die Cryotube. Achtung: Verwenden Sie immer Schutzkleidung (z. B. isolierte Handschuhe) beim Arbeiten mit flüssigem Stickstoff Exposition kann zu schweren Erfrierungen führen.</li>
	<li>Legen Sie die Cryotube auf dem Metall Rohrstock und legen Sie sie so schnell wie möglich in der Kryobank Kanister. Speichern Sie die Proben in einem Kanister Speicher Dewar bis zur weiteren Verwendung.</li>
</ol>4. Erwärmung Verfahren
<ol><li>Jede Nadel separat zu wärmen. Alle Erwärmung Lösungen sollte bei 25 ° C.</li>
	<li>Lösen Sie die Cryotube aus dem Metall Rohrstock und Tauchen Sie es in flüssigen Stickstoff in einer Styropor-Box gespeichert.</li>
	<li>Öffnen Sie die Cryotube im flüssigen Stickstoff Dampf (mit Pinzette) und lassen Sie die Nadel in den flüssigen Stickstoff.</li>
	<li>Übertragen Sie die Nadel sehr schnell in die erste wärmende Lösung und inkubieren Sie für 1 min (bei 25 ° C). Achten Sie darauf, die Nadel schnell, um zu verhindern, dass die Erwärmung in der Luft während der Übertragung zu übertragen.</li>
	<li>Übertragen Sie die Nadel in die zweite Erwärmung Lösung und inkubieren Sie für 3 min (bei 25 ° C).</li>
	<li>Übertragen Sie die Nadel in die dritte wärmende Lösung und inkubieren Sie für 5 Minuten (bei 25 ° C).</li>
	<li>Lassen Sie die Hoden von der Nadel, indem Sie sie nach unten mit gebogenen Pinzette. Ort jeder erwärmte Hoden einzeln in einen separaten Brunnen (96-Well-Platte) mit 250 µL L-15 ergänzt mit 10 gefüllt % FBS. Stellen Sie sicher, dass der Brunnen nach der Probe beschriftet sind. Halten Sie die well-Platte auf Eis, bis alle Proben erwärmt werden und bis zum weiteren arbeiten.</li>
</ol>(5) Gewebe Verdauung
<ol><li>Bereiten Sie 500 µL der Dissoziation-Lösung für jede Probe in separaten 2-mL-Tuben. Beschriften Sie die Rohre nach dem Code der Probe. Inkubieren Sie die vorbereiteten Dissoziation Lösung für 5 min bei Raumtemperatur.</li>
	<li>Fügen Sie das erwärmte Gewebe in der Aufschlusslösung und durch mindestens 30 Bewegungen der kleinen Schere in kleine Stücke schneiden.</li>
	<li>Inkubieren Sie die geschnittenen Gewebe auf einem schütteln Teller für 90 min bei 25 ° c.</li>
	<li>Beenden Sie den Verdauungsprozess durch Zugabe von 400 µL L-15 und 100 µL der FBS (10 % FBS V/V). Kurz schütteln Sie die Lösung und 1 min bei Raumtemperatur inkubieren.</li>
	<li>Filtern Sie die erhaltene Lösung durch 50 µm Filter in einem 1,5 mL-Tube. Beschriften Sie die Rohre entsprechend.</li>
	<li>Zentrifugieren Sie die gefilterte Lösung bei 200 × g für 10 min bei 25 ° c.</li>
	<li>Nehmen Sie den Überstand vorsichtig und Aufschwemmen der Pellets in 20 µL L15 ergänzt mit 10 % FBS. Manuell schütteln Sie das Rohr, bis die Tablette vollständig aufgelöst ist. Halten Sie die Zellsuspension auf Eis oder bei 4 ° c bis zur weiteren Verwendung.</li>
</ol>6. Wirtschaftlichkeit Bewertung und Zellzählung
<ol><li>Mix 5 µL Zellsuspension und 5 µL 0,4 % Trypan blau-Lösung in einem entsprechend gekennzeichneten 0,2 mL PCR-Rohr. Wenn unterschiedliche Volumina verwendet werden, stellen Sie sicher, dass das Verdünnungsverhältnis von 1:1 bleibt.</li>
	<li>Inkubieren Sie diese Aussetzung für 1 bis 3 min bei Raumtemperatur (25 ° C).</li>
	<li>Überprüfen Sie die Lebensfähigkeit jeder Probe in einem Hemocytometer unter die Lupe genommen.</li>
	<li>Die Anzahl der lebenden Zellen (unbefleckt von Trypan blau) in 15 Feldern. Berechnen Sie die Gesamtzahl der Zellen in der Zellsuspension 20 µm. Die Suspension ist jetzt für alle nachgelagerten Anwendungen bereit. Hinweis: Verwenden Sie bei der Optimierung von Verfahren für andere Arten mit größeren Körpergröße Hoden Fragmente von gleichem Gewicht. Verwenden Sie Hoden von einem Individuum für alle experimentellen Gruppen um individuelle Variabilität in den Ergebnissen zu vermeiden. Im Falle der Zebrafisch, wir nutzten die Tatsache, dass links und rechts Hoden sollte eine gleiche (oder ähnliche) Anzahl von Keimzellen13 enthalten (siehe die Vertreter-Ergebnisse). Der linke Hoden wurde als Kontrolle gehalten, während der Rechte Hoden verglast/erwärmt wurde. Lebensfähigkeit Prozentsatz wurde berechnet die Anzahl der Zellen isoliert im Vergleich zu der Anzahl der Zellen isoliert von den frischen Hoden Hoden verglast/erwärmt.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Mazur, P., Leibo, S. P., Seidel, G. R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryopreservation+of+the+germplasm+of+animals+used+in+biological+and+medical+research:+Importance,+impact,+status,+and+future+directions.">Cryopreservation of the germplasm of animals used in biological and medical research: Importance, impact, status, and future directions.</a> Biol. Reprod. 78 (1), 2-12 (2008).</li><li>Carmichael, C., Westerfield, M., Varga, Z. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryopreservation+and+In+Vitro+Fertilization+at+the+Zebrafish+International+Resource+Center.">Cryopreservation and In Vitro Fertilization at the Zebrafish International Resource Center.</a> Methods Mol. Biol. 546, 45-65 (2009).</li><li>Yang, H., Carmichael, C., Varga, Z. M., Tiersch, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+simplified+and+standardized+protocol+with+potential+for+high-throughput+for+sperm+cryopreservation+in+zebrafish+Danio+rerio.">Development of a simplified and standardized protocol with potential for high-throughput for sperm cryopreservation in zebrafish Danio rerio.</a> Theriogenology. 68 (2), 128-136 (2007).</li><li>Morris, J. P., Berghmans, S., Zahrieh, D., Neuberg, D. S., Kanki, J. P., Look, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+sperm+cryopreservation+with+N,N-dimethylacetamide.">Zebrafish sperm cryopreservation with N,N-dimethylacetamide.</a> Biotechniques. 35 (5), 956-968 (2003).</li><li>Yoshizaki, G., 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=Spermatogonial+transplantation+in+fish:+A+novel+method+for+the+preservation+of+genetic+resources.">Spermatogonial transplantation in fish: A novel method for the preservation of genetic resources.</a> Comp. Biochem. Physiol. Part D: Genomics Proteomics. 6 (1), 55-61 (2011).</li><li>Gao, D., Critser, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+cryoinjury+in+living+cells.">Mechanisms of cryoinjury in living cells.</a> ILAR J. 41 (4), 187-196 (2000).</li><li>Asturiano, J. F., Cabrita, E., Horv&#225;th, &. #. 1. 9. 3. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress,+challenges+and+perspectives+on+fish+gamete+cryopreservation:+A+mini-review.">Progress, challenges and perspectives on fish gamete cryopreservation: A mini-review.</a> Gen. Comp. Endocrinol. 245, 69-76 (2017).</li><li>K&#225;sa, E., 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=Development+of+sperm+vitrification+protocols+for+freshwater+fish+(Eurasian+perch,+Perca+fluviatilis)+and+marine+fish+(European+eel,+Anguilla+anguilla).">Development of sperm vitrification protocols for freshwater fish (Eurasian perch, Perca fluviatilis) and marine fish (European eel, Anguilla anguilla).</a> Gen. Comp. Endocrinol. 245, 102-107 (2017).</li><li>Cuevas-Uribe, R., Leibo, S. P., Daly, J., Tiersch, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+channel+catfish+with+sperm+cryopreserved+by+rapid+non-equilibrium+cooling.">Production of channel catfish with sperm cryopreserved by rapid non-equilibrium cooling.</a> Cryobiology. 63 (3), 186-197 (2011).</li><li>Wang, Y., Xiao, Z., Li, L., Fan, W., Li, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+needle+immersed+vitrification:+A+practical+and+convenient+method+with+potential+advantages+in+mouse+and+human+ovarian+tissue+cryopreservation.">Novel needle immersed vitrification: A practical and convenient method with potential advantages in mouse and human ovarian tissue cryopreservation.</a> Hum. Reprod. 23 (10), 2256-2265 (2008).</li><li>Liu, J., Cheng, K. M., Silversides, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+Live+Offspring+from+Testicular+Tissue+Cryopreserved+by+Vitrification+Procedures+in+Japanese+Quail+(Coturnix+japonica).">Production of Live Offspring from Testicular Tissue Cryopreserved by Vitrification Procedures in Japanese Quail (Coturnix japonica).</a> Biol. Reprod. 88 (5), 124 (2013).</li><li>Liu, J., Cheng, K. M., Silversides, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+needle-in-straw+vitrification+can+effectively+preserve+the+follicle+morphology,+viability,+and+vascularization+of+ovarian+tissue+in+Japanese+quail+(Coturnix+japonica).">Novel needle-in-straw vitrification can effectively preserve the follicle morphology, viability, and vascularization of ovarian tissue in Japanese quail (Coturnix japonica).</a> Anim. Reprod. Sci. 134 (3-4), 197-202 (2012).</li><li>Lee, S., Yoshizaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Successful+cryopreservation+of+spermatogonia+in+critically+endangered+Manchurian+trout+(Brachymystax+lenok).">Successful cryopreservation of spermatogonia in critically endangered Manchurian trout (Brachymystax lenok).</a> Cryobiology. 72 (2), 165-168 (2016).</li><li>Marques, L. S., 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=Viability+of+zebrafish+(Danio+rerio)+ovarian+follicles+after+vitrification+in+a+metal+container.">Viability of zebrafish (Danio rerio) ovarian follicles after vitrification in a metal container.</a> Cryobiology. 71 (3), 367-373 (2015).</li><li>Luji&#263;, 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=First+successful+vitrification+of+salmonid+ovarian+tissue.">First successful vitrification of salmonid ovarian tissue.</a> Cryobiology. 76, 154-157 (2017).</li><li>Bono-Mestre, C., Cardona-Costa, J., Garc&#237;a-Xim&#233;nez, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+on+cell+viability+of+three+zebrafish+testicular+cell+or+tissue+cryopreservation+methods.">Effects on cell viability of three zebrafish testicular cell or tissue cryopreservation methods.</a> CryoLetters. 30 (2), 148-152 (2009).</li><li>Marinovi&#263;, Z., 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=Cryosurvival+of+isolated+testicular+cells+and+testicular+tissue+of+tench+Tinca+tinca+and+goldfish+Carassius+auratus+following+slow-rate+freezing.">Cryosurvival of isolated testicular cells and testicular tissue of tench Tinca tinca and goldfish Carassius auratus following slow-rate freezing.</a> Gen. Comp. Endocrinol. 245, 77-83 (2017).</li><li>P&#353;eni&#269;ka, M., Saito, T., Rodina, M., Dzyuba, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryopreservation+of+early+stage+Siberian+sturgeon+Acipenser+baerii+germ+cells,+comparison+of+whole+tissue+and+dissociated+cells.">Cryopreservation of early stage Siberian sturgeon Acipenser baerii germ cells, comparison of whole tissue and dissociated cells.</a> Cryobiology. 72, 119-122 (2016).</li><li>Lee, S., Iwasaki, Y., Shikina, S., Yoshizaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+functional+eggs+and+sperm+from+cryopreserved+whole+testes.">Generation of functional eggs and sperm from cryopreserved whole testes.</a> Proc. Nati. Acad. Sci. USA. 110 (5), 1640-1645 (2013).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das Hauptziel dieser Studie war Anpassung die Nadel ultra-schnelles Kühlungs Verfahren entwickelt für Vögel und Säugetiere Arten10,11,12 , die Kryokonservierung von Fisch Hoden (Zebrafisch als Modell eingetaucht Organismus). Die meisten der bisherigen Studien zur Kryokonservierung von Zebrafisch genetischer Ressourcen konzentrierten sich in erster Linie auf Kryokonservierung von Zebrafisch Sperma2<sup...

Neue Trends in Wissenschaft und Biotechnologie führten zur Schaffung von Tausenden von mutierten Neuanlagen von Mäusen, Drosophila, Zebrafisch und andere Arten als Modellorganismen im Biomedizin und anderen Wissenschaften1verwendet. Darüber, wie neue Technologien entwickelt und zur Verfügung stehen, die Nummern der mutierten Linien ständig steigen2. Dies führt zu der Notwendigkeit für eine sichere Lagerung der genetischen Ressourcen über die gemeinsame Praktiken Brutkolonien zu halten. Als eine Methode, die sichere Lagerung von genetischen Ressourcen für eine unbestimmte Zeit ermöglicht, Kryokonservierung bietet viele Vorteile, wie Erweiterung der Paarungszeit, umgeht die Notwendigkeit für die kontinuierliche Wartung der Brutbeständen, und es mehr Kosten ist - und Arbeit-effiziente2.
Protokolle für die Kryokonservierung von Spermien entwickelte sich während der letzten mehrere Jahre2,3,4 bieten die Möglichkeit für erfolgreiche Speicherung von Zebrafisch männliche Erbgut. Kryokonservierung von Eizellen oder Embryonen in den Fischen ist jedoch noch nicht möglich aufgrund ihrer komplexen Struktur und große Mengen von Eigelb Material. Vor kurzem, die Praxis der Transplantation von primordialen Keimzellen (PGCs) oder spermatogonial Stammzellen (SSCs) bietet einen Bypass um diese Barriere durch die Entwicklung in funktionale Spermien und Eizellen nach Transplantation5. Kryokonservierung von SSCs bietet daher eine neue Grenze in der Erhaltung der seltenen und wertvollen genetischen Ressourcen.
Obwohl Kryokonservierung viele Vorteile bietet, erzeugt die langsame Geschwindigkeit Gefrierprozess mehrere Bedingungen, die zu Zelle Schaden2führen können. Dazu gehören intrazelluläre und extrazelluläre Eisbildung, Dehydrierung und Kryoprotektivum Toxizität. Intrazelluläre Eis schädigt die Zellen, extrazelluläre Eis führen zu mechanischen Zerkleinerung von Zellen, während die Diffusion von Wasser aus den Zellen während langsamen Rate Einfrieren zu Dehydrierung6führen kann. Vor kurzem wurde Verglasung als eine Technik, die verhindert, die negativen Auswirkungen der Eisbildung dass in der Konservierung von Fisch Gameten7,8,9angewendet. Es stellt einen ultra-schnellen Kühltechnik, durch die die internen und externen Medien in eine amorphe/Glaszustand verwandeln, ohne kristallisieren in Eis7,10. Erfolgreiche Verglasung der Hoden und Eierstöcke Gewebe hat Vogelgrippe und Säugetier Arten10,11,12, in Fisch, sowie Möglichkeiten für seine Anwendung womit belegt.
In dieser Studie stellen wir die Nadel eingetaucht Verglasung (NIV) Verfahren für die Kryokonservierung der gesamten Zebrafisch Hoden. Wir zeigen eine zuverlässige Methode für die Isolierung von Zebrafisch Frühphasen-Keimzellen ohne Verunreinigungen und eine Kryokonservierung Prozess, der relativ hohe Mengen an Frühphasen-Keimzellen mit einer geringen Präsenz von anderen Zellen, vor allem Spermien ergibt. Nach bestem Wissen und gewissen ist dies die erste Studie, die ein detailliertes visualisiertes Protokoll für ultra-schnelle Kühlung von Fisch Gonaden Gewebe und Zebrafisch Keimbahnzellen zu demonstrieren. Reproduzierbarkeit der Methode zeigt sich darüber hinaus in fünf verschiedenen Zebrafisch-Stämme: AB Wildtyp, Casper (Roy- / -; Perlmutt- / -), Leopard (Leot1/t1), Wasa [Tg (vas::eGFP)] und Wilms Tumor [Tg (wt1b::eGFP 1)] transgene Linie.

<table><tbody><tr><td>Leibovitz media (L-15)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L1518</td><td>Supplemented with L-glutamine</td></tr><tr><td>Fetal bovine serum (FBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F9665</td><td></td></tr><tr><td>Tricaine methanesulfonate (MS-222)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Acros Organics</td><td>57-50-1</td><td></td></tr><tr><td>Trehalose</td><td>Acros Organics</td><td>99-20-7</td><td>Dihydrate</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Reanal</td><td>20740-0-08-65</td><td></td></tr><tr><td>Propylene glycol</td><td>Reanal</td><td>08860-1-08-65</td><td></td></tr><tr><td>Dimethyl sulfoxide</td><td>Reanal</td><td>00190-1-01-65</td><td></td></tr><tr><td>Collagenase</td><td>Gibco</td><td>9001-12-1</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8003</td><td></td></tr><tr><td>DNase I</td><td>Panreac AppliChem</td><td>A3778</td><td></td></tr><tr><td>Trypan blue</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T6146</td><td></td></tr><tr><td>Phospate buffered saline (PBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P4417</td><td>Tablets for preparation of 200 ml PBS solution</td></tr></tbody></table>

cryopreservation of zebrafish spermatogonia by whole testes needle immersed ultra-rapid cooling

Aktuelle Trends in Wissenschaft und Biotechnologie führen zur Schaffung von Tausenden von Neubaustrecken in Modellorganismen, wodurch die Notwendigkeit für neue Methoden zur sicheren Aufbewahrung von genetischen Ressourcen über die gemeinsame Praktiken Brutkolonien zu halten. Das Hauptziel dieser Studie war die Nadel anpassen Verglasung (NIV) Verfahren um ganze Zebrafisch Hoden Ovarialgewebe eingetaucht. Kryokonservierung von Frühphasen-Keimzellen von ganzen Hoden NIV bietet Möglichkeiten für die Lagerung von Zebrafisch genetische Ressourcen, vor allem, da sie nach der Transplantation zu männlichen und weiblichen Gameten heranreifen können. Hoden wurden herausgeschnitten, fixiert auf einer Akupunktur-Nadel, in zwei Cryoprotective Medien (Gleichgewichtherstellung Lösung mit 1,5 M Methanol und Propylen-Glykol 1,5 M; und Verglasung Lösung mit 3 M Dimethyl Sulfoxid und 3 M Propylenglykol) equilibriert, und stürzte sich in flüssigem Stickstoff. Proben wurden in einer Reihe von drei konsequente Erwärmung Lösungen erwärmt. Die wichtigsten Vorteile dieser Technik sind (1) das Fehlen von Spermien nach der Verdauung der erwärmte Hoden und erleichtert so die nachgelagerte Manipulationen; (2) Ultra-schnelle Kühlung ermöglicht die optimale Belichtung der Gewebe zu flüssigem Stickstoff, also die Maximierung der Kühlung und reduziert die benötigte Konzentration der Kryoprotektanten, wodurch sich ihre Toxizität; (3) synchron Exposition von mehreren Hoden Kryoprotektanten und flüssigem Stickstoff; und (4) Wiederholbarkeit durch den Erhalt der Lebensfähigkeit von über 50 % in fünf verschiedenen Zebrafisch-Stämme nachgewiesen.

Im Durchschnitt der Zahl der Frühphasen-Keimzellen isoliert von einem einzigen frischen Zebrafisch Hoden variiert zwischen 40.000 und 200.000 Zellen abhängig von der Größe des Fisches. Als frische Zebrafisch Hoden in allen 5 Stämme zu verdauen, waren frühen Keimzellen nicht die einzigen Zellen in der Zellsuspensionen (Abbildung 2). Neben dem Frühstadium Keimzellen fanden sich zahlreiche Spermien sowie. Auf der anderen Seite gab es weit weniger Spermien...

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Cryopreservation of Zebrafish Spermatogonia by Whole Testes Needle Immersed Ultra-Rapid Cooling

Kryokonservierung von Zebrafisch-Spermatogonien durch ganze Hoden Nadel eingetaucht, ultra-schnelle Abkühlung

Das Hauptziel dieser Studie war die Nadel anpassen Verglasung (NIV) Verfahren um ganze Zebrafisch Hoden Ovarialgewebe eingetaucht. Darüber hinaus wurde die Reproduzierbarkeit der Methode in fünf verschiedenen Zebrafisch-Sorten getestet.

Current trends in science and biotechnology lead to creation of thousands of new lines in model organisms thereby leading to the necessity for new methods ...

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Research

JoVE Journal

Biology

8.3K Aufrufe.  Szent István University. Das Hauptziel dieser Studie war die Nadel anpassen Verglasung (NIV) Verfahren um ganze Zebrafisch Hoden Ovarialgewebe eingetaucht. Darüber hinaus wurde die Reproduzierbarkeit der Methode in fünf verschiedenen Zebrafisch-Sorten getestet.

Serie: Cryopreservation of Zebrafish Spermatogonia by Whole Testes Needle Immersed Ultra-Rapid Cooling

Ploidy Manipulation of Zebrafish Embryos with Heat Shock 2 Treatment

Manipulation of ploidy allows for useful transformations, such as diploids to tetraploids, or haploids to diploids. In the zebrafish Danio rerio, specifically the generation of homozygous gynogenetic diploids is useful in genetic analysis because it allows the direct production of homozygotes from a single heterozygous mother. This article describes a modified protocol for ploidy duplication based on a heat pulse during the first cell cycle, Heat Shock 2 (HS2). Through inhibition of centriole duplication, this method results in a precise cell division stall during the second cell cycle. The precise one-cycle division stall, coupled to unaffected DNA duplication, results in whole genome duplication. Protocols associated with this method include egg and sperm collection, UV treatment of sperm, in vitro fertilization and heat pulse to cause a one-cell cycle division delay and ploidy duplication. A modified version of this protocol could be applied to induce ploidy changes in other animal species.

A modified protocol for ploidy manipulation uses a heat shock to induce a one-cycle stall in cytokinesis in the early embryo. This protocol is demonstrated in the zebrafish but may be applicable to other species.

Ploidy Manipulation von Zebrafischembryonen mit Heat Shock 2 Behandlung

Manipulation of ploidy allows for useful transformations, such as diploids to tetraploids, or haploids to diploids. In the zebrafish Danio rerio, ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Preparation of Meiotic Chromosome Spreads from Zebrafish Spermatocytes

Meiosis is the key cellular process required to create haploid gametes for sexual reproduction. Model organisms have been instrumental in understanding the chromosome events that take place during meiotic prophase, including the pairing, synapsis, and recombination events that ensure proper chromosome segregation. While the mouse has been an important model for understanding the molecular mechanisms underlying these processes, not all meiotic events in this system are analogous to human meiosis. We recently demonstrated the exciting potential of the zebrafish as a model of human spermatogenesis. Here we describe, in detail, our methods to visualize meiotic chromosomes and associated proteins in chromosome spread preparations. These preparations have the advantage of allowing high resolution analysis of chromosome structures. First, we describe the procedure for dissecting testes from adult zebrafish, followed by cell dissociation, lysis, and spreading of the chromosomes. Next, we describe the procedure for detecting the localization of meiotic chromosome proteins, by immunofluorescence detection, and nucleic acid sequences, by fluorescence in situ hybridization (FISH). These techniques comprise a useful set of tools for the cytological analysis of meiotic chromatin architecture in the zebrafish system. Researchers in the zebrafish community should be able to quickly master these techniques and incorporate them into their standard analyses of reproductive function.

Nuclear surface spreads are an indispensable tool for studying chromosome events during meiosis. Here we demonstrate a method to prepare and visualize meiotic chromosomes during prophase I from zebrafish spermatocytes.

Zubereitung von meiotischen Chromosomenaufstrichen aus Zebrafisch Spermatozyten

Meiosis is the key cellular process required to create haploid gametes for sexual reproduction. Model organisms have been instrumental in understanding ...

Genetik

Screening Sperm for the Rapid Isolation of Germline Edits in Zebrafish

The advent of targeted CRISPR-Cas nuclease technologies has revolutionized the ability to perform precise genome editing in both established and emerging model systems. CRISPR-Cas genome editing systems use a synthetic guide RNA (sgRNA) to target a CRISPR-associated (Cas) endonuclease to specific genomic DNA loci, where the Cas endonuclease generates a double-strand break. The repair of double-strand breaks by intrinsic error-prone mechanisms leads to insertions and/or deletions, disrupting the locus. Alternatively, the inclusion of double-stranded DNA donors or single-stranded DNA oligonucleotides in this process can elicit the inclusion of precise genome edits ranging from single nucleotide polymorphisms to small immunological tags or even large fluorescent protein constructs. However, a major bottleneck in this procedure can be finding and isolating the desired edit in the germline. This protocol outlines a robust method for screening and isolating germline mutations at specific loci in Danio rerio (zebrafish); however, these principles may be adaptable in any model where in vivo sperm collection is possible.

CRISPR-Cas technologies have revolutionized the field of genome editing. However, finding and isolating the desired germline edit remains a major bottleneck. Therefore, this protocol describes a robust method for quickly screening F0 CRISPR-injected zebrafish sperm for germline edits using standard PCR, restriction digest, and gel electrophoresis techniques.

Screening von Spermien zur schnellen Isolierung von Keimbahnveränderungen im Zebrafisch

The advent of targeted CRISPR-Cas nuclease technologies has revolutionized the ability to perform precise genome editing in both established and emerging ...

A High-Throughput Method For Zebrafish Sperm Cryopreservation and In Vitro Fertilization

This is a method for zebrafish sperm cryopreservation that is an adaptation of the Harvey method (Harvey et al., 1982).  We have introduced two changes to the original protocol that both streamline the procedure and increase sample uniformity.  First, we normalize all sperm volumes using freezing media that does not contain the cryoprotectant. Second, cryopreserved sperm are stored in cryovials instead of capillary tubes.  The rates of sperm freezing and thawing (&delta;&deg;C/time) are probably the two most critical variables to control in this procedure.  For this reason, do not substitute different tubes for those specified.  Working in teams of 2 it is possible to freeze the sperm of 100 males per team in ~2 hrs.  Sperm cryopreserved using this protocol has an average of 25% fertility (measured as the number of viable embryos generated in an in vitro fertilization divided by the total number of eggs fertilized) and this percent fertility is stable over many years.

A High-Throughput Method For Zebrafish Sperm Cryopreservation and In Vitro Fertilization

This is a high-throughput sperm cryopreservation protocol for zebrafish. Sperm cryopreserved using this protocol has an average of 25% fertility in subsequent vitro fertilization and is stable over many years.

Ein High-Throughput-Methode für Zebrabärblinge Sperma Kryokonservierung und In Vitro Fertilisation

This is a method for zebrafish sperm cryopreservation that is an adaptation of the Harvey method (Harvey et al., 1982).  We have introduced two changes to ...

Biologie

Making Gynogenetic Diploid Zebrafish by Early Pressure

Heterozygosity in diploid eukaryotes often makes genetic studies cumbersome. Methods that produce viable homozygous diploid offspring directly from heterozygous females allow F1 mutagenized females to be screened directly for deleterious mutations in an accelerated forward genetic screen. Streisinger et al.1,2 described methods for making gynogenetic (homozygous) diploid zebrafish by activating zebrafish eggs with ultraviolet light-inactivated sperm and preventing either the second meiotic or the first zygotic cell division using physical treatments (heat or pressure) that deploymerize microtubules. The "early pressure" (EP) method blocks the meiosis II, which occurs shortly after fertilization. The EP method produces a high percentage of viable embryos that can develop to fertile adults of either sex. The method generates embryos that are homozygous at all loci except those that were separated from their centromere by recombination during meiosis I. Homozygous mutations are detected in EP clutches at between 50% for centromeric loci and less than 1% for telomeric loci. This method is reproduced verbatim from the Zebrafish Book3.

This is a method for generating gynogenetic diploid zebrafish embryos (embryos whose only genetic contribution comes from the mother) by blocking the second meiotic division immediately after fertilization with ultraviolet light-inactivated sperm. EP embryos are not fully homozygous due to recombination during the first meiotic division, however they are homozygous at all loci that have not been separated from their centromere by recombination.

Machen Gynogenetic Diploid Zebrafisch von Anfang Druck

Heterozygosity in diploid eukaryotes often makes genetic studies cumbersome. Methods that produce viable homozygous diploid offspring directly from ...

Separation of Follicular Cells and Oocytes in Ovarian Follicles of Zebrafish

Zebrafish has become an ideal model to study the ovarian development of vertebrates. The follicle is the basic unit of the ovary, which consists of oocytes and surrounding follicular cells. It is vital to separate both follicular cells and oocytes for various research purposes such as for primary culture of follicular cells, analysis of gene expression, oocyte maturation and in vitro fertilization, etc. The conventional method uses forceps to separate both compartments, which is laborious, time consuming and has high damage to the oocyte. Here, we have established a simple method to separate both compartments using a pulled glass capillary. Under a stereomicroscope, oocytes and follicular cells can be easily separated by pipetting in a pulled fine glass capillary (the diameter depends on the follicle diameter). Compared with the conventional method, this new method has high efficiency in separating both oocytes and follicular cells and has low damage to the oocytes. More importantly, this method can be applied to early-stage follicles including at the pre-vitellogenesis stage. Thus, this simple method can be used to separate follicular cells and oocytes of zebrafish.

Here, we present a simple method for separating follicular cells and oocytes in zebrafish ovarian follicles, which will facilitate investigations of ovarian development in zebrafish.

Trennung von Follikulärzellen und Oozyten in Denrogarischen Follikel von Zebrafischen

Zebrafish has become an ideal model to study the ovarian development of vertebrates. The follicle is the basic unit of the ovary, which consists of ...

<meta charset="utf8"></head><body>Verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Granulosa-zellfreien Zebrafisch-Eizellen im Stadium I

Rapid Isolation of Stage I Oocytes in Zebrafish Devoid of Granulosa Cells

The study of oocyte development holds significant implications in developmental biology. The zebrafish (Danio rerio) has been extensively used as a model organism to investigate early developmental processes from oocyte to embryo. In zebrafish, oocytes are surrounded by a single layer of somatic granulosa cells. However, separating granulosa cells from oocytes poses a challenge, as achieving pure oocytes is crucial for precise analysis. Although various methods have been proposed to isolate zebrafish oocytes at different developmental stages, current techniques fall short in removing granulosa cells completely, limiting the accuracy of genome analysis focused solely on oocytes. In this study, we successfully developed a rapid and efficient process for isolating pure stage I oocytes in zebrafish while eliminating granulosa cell contamination. This technique facilitates biochemical and molecular analysis, particularly in exploring epigenetic and genome structure aspects specific to oocytes. Notably, the method is user-friendly, minimizes oocyte damage, and provides a practical solution for subsequent research and analysis.

<meta charset="utf8"></head><body>Autor im Rampenlicht: Verbesserte Methode zur Isolierung von reinen Zebrafisch-Eizellen im Stadium I

This protocol describes a modified procedure for rapidly isolating clean stage I oocytes in zebrafish devoid of granulosa cells, thereby providing a convenient method for oocyte-specific research.

Schnelle Isolierung von Eizellen im Stadium I bei Zebrafischen ohne Granulosazellen

The study of oocyte development holds significant implications in developmental biology. The zebrafish (Danio rerio) has been extensively used as a model ...

Production of Haploid Zebrafish Embryos by In Vitro Fertilization

The zebrafish has become a mainstream vertebrate model that is relevant for many disciplines of scientific study. Zebrafish are especially well suited for forward genetic analysis of developmental processes due to their external fertilization, embryonic size, rapid ontogeny, and optical clarity &#8211; a constellation of traits that enable the direct observation of events ranging from gastrulation to organogenesis with a basic stereomicroscope. Further, zebrafish embryos can survive for several days in the haploid state. The production of haploid embryos in vitro is a powerful tool for mutational analysis, as it enables the identification of recessive mutant alleles present in first generation (F1) female carriers following mutagenesis in the parental (P) generation. This approach eliminates the necessity to raise multiple generations (F2, F3, etc.) which involves breeding of mutant families, thus saving the researcher time along with reducing the needs for zebrafish colony space, labor, and the husbandry costs. Although zebrafish have been used to conduct forward screens for the past several decades, there has been a steady expansion of transgenic and genome editing tools. These tools now offer a plethora of ways to create nuanced assays for next generation screens that can be used to further dissect the gene regulatory networks that drive vertebrate ontogeny. Here, we describe how to prepare haploid zebrafish embryos. This protocol can be implemented for novel future haploid screens, such as in enhancer and suppressor screens, to address the mechanisms of development for a broad number of processes and tissues that form during early embryonic stages.

Production of Haploid Zebrafish Embryos by In Vitro Fertilization

The zebrafish is a powerful model system for developmental biology and human disease research due to their genetic similarity with higher vertebrates. This protocol describes a methodology to create haploid zebrafish embryos that can be utilized for forward screen strategies to identify recessive mutations in genes essential for early embryogenesis.

Die Produktion von Haploid Zebrafischembryonen durch<em&gt; In-vitro-</em&gt; Düngung

The zebrafish has become a mainstream vertebrate model that is relevant for many disciplines of scientific study. Zebrafish are especially well suited for ...

Kryokonservierung von Zebrafisch-Spermatogonien durch ganze Hoden Nadel eingetaucht, ultra-schnelle Abkühlung

Zusammenfassung

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Kapitel in diesem Video

Ploidy Manipulation von Zebrafischembryonen mit Heat Shock 2 Behandlung

Zubereitung von meiotischen Chromosomenaufstrichen aus Zebrafisch Spermatozyten

Screening von Spermien zur schnellen Isolierung von Keimbahnveränderungen im Zebrafisch

Ein High-Throughput-Methode für Zebrabärblinge Sperma Kryokonservierung und In Vitro Fertilisation

Machen Gynogenetic Diploid Zebrafisch von Anfang Druck

Trennung von Follikulärzellen und Oozyten in Denrogarischen Follikel von Zebrafischen

Schnelle Isolierung von Eizellen im Stadium I bei Zebrafischen ohne Granulosazellen

Schnelle Isolierung von Eizellen im Stadium I bei Zebrafischen ohne Granulosazellen

Schnelle Isolierung von Eizellen im Stadium I bei Zebrafischen ohne Granulosazellen

Die Produktion von Haploid Zebrafischembryonen durch