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このプロトコル我々 はアステュアナクス メキシコ大人を繁殖、幼虫を上げる手順をデモンストレーションし、表面の表現型を比較し、型の洞窟後仔魚にホール マウント免疫組織染色を実行します。
川とアステュアナクス メキシコの洞窟に適応した個体群は、形態学、生理学、動作の違いを示しています。大人のフォームの比較に焦点を当てた研究は、これらの違いのいくつかの遺伝的な根拠を明らかにしました。以下は人口が (初回の摂餌) の後期幼生の段階で異なる方法について知られています。このような研究は彼らの自然環境における成人期までの血脈の生き残る方法への洞察力にあります。研究室で後幼虫の発育を比較するためのメソッドには、標準化された養殖と供給体制が必要です。ここで我々 は 2 週間ポスト受精までの非循環水に栄養豊富なワムシの食事に魚を上げる方法を説明します。この保育園のシステムから後仔魚を収集し、全取り付ける染色を実行する方法を示します。免疫染色は、開発とA. メキシコで遺伝子の機能を調べるための遺伝子発現解析に魅力的な代替手段です。保育メソッドは、大人への成長の確立密度一致集団の標準的なプロトコルとしても使用できます。
メキシコのテトラアステュアナクス メキシコは川に住む個体群 (表面魚) として存在する魚の単一種と多数の洞窟住居人口 (血脈) 彼らが生息する洞窟の名前 (すなわちTinaja、モリノ、Pachón)。行動1,2,3,4, 代謝5,6 の遺伝的・発達的基盤を調査するA. メキシコを使用している成長している研究者数 ,7,8と形態学的進化9,10,11。A. メキシコの研究のための利用可能なリソースは、シーケンス化された注釈ゲノム12;トランスクリプトーム13;発達ステージング表14;15,16,17, 繁殖用作成遺伝子組み換え18、および遺伝子19を編集する方法。追加のツールと更新された標準プロトコルの普及は血脈研究コミュニティの成長を加速する (このメソッド コレクション20を参照)。
私たちの目標は、遺伝子活動の in situ研究所間で同等の方法で、後期幼生A. メキシコで評価するための堅牢なメソッドを提供するツールの既存のレパートリーに追加することです。この目標を達成するために 2 つの課題があります。まず、ふ化用の標準化された体制の必要性がある、研究所間に魚を引き上げ、給餌密度などのパラメーターの違いとして影響の成長と成熟、遺伝子活性に影響を与えます。第二に、後海産仔稚魚の遺伝子活動のパターンを調べるための標準化はまだ適応方法の必要性があります。後期幼生段階に魚を上げるとa. メキシコにおける遺伝子発現を評価するための堅牢なホール マウント免疫組織染色 (IHC) プロトコルを導入するための標準的なプラクティスを確立するここでは、これらの問題に取り組みます。
まず自然産卵を魚を繁殖し、受精卵を識別する方法を示します。次に説明は、受精卵 (幼虫) を孵化し、整備されている場所コンテナーあたり 20 魚の密度で 2 週間の循環や、水を変更することがなく保育園コンテナーに転送する方法です。5 日ポスト受精で魚 (卵黄供給することは、もはや) 後期幼生の段階に開発し、毎日補充を必要としない栄養豊富な食料源として藻類飼育シオミズツボワムシ複相単性(ワムシ) を提供されています。このメソッドは、幼虫と後幼虫の開発のための一貫性のある成長パラメーターを提供します。
遺伝子の機能を評価するために保育所コンテナーから魚を外し、全体マウント IHC を実行する方法を示します。提示 IHC 法は動脈分布21で使用するために開発されたプロトコルから適応され、 A. メキシコ組織をすべてテスト、脳、腸、膵臓などの抗原を調べることに効果的です。IHC は遺伝子発現と蛋白質のローカリゼーションの検査のためのトランスジェニック動物を生成する代わりに高速です。このプロトコルは、 A. メキシコを成長し、後期幼生の段階で表面の魚と血脈の表現型を比較することを目的とした研究の役に立つでしょう。
このプロトコルで説明されている手順は、機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) ハーバード衛生学校によって承認されています。
1. 繁殖
注: この手順でまた使用できる15,16,17,20を繁殖のためいくつかの公開メソッドがあります。10:14: 明暗サイクルの 23 ° c、ペレット飼料で繁殖、以前に成魚が保持されます (を参照してください材料表) 1 日 1 回。魚は、機械的なろ過と紫外線殺菌循環システムで飼育することができます。静的 (非循環) タンクで繁殖を行うこともできますが、魚ままにしてはならない静的タンクで 3 日以上、水質が急速に低下します。
2. 孵化受精卵
3. 保育所のコンテナーに孵化した幼虫の転送
4. 魚のワムシ ベースの食品の準備
5. 後仔魚の餌
6 後仔魚のホール マウント免疫組織染色
表 1は、繁殖面魚と静的な繁殖水槽で Tinaja、モリノ、および Pachón の血脈の 1 年間に成功を示します。表面および常に生成される受精卵と Pachón たか孵化幼虫、モリノと Tinaja 成功しなかったいくつかの時間の間 (2/6、2/18 のイベントを産卵孵化した幼虫は、それぞれ生成されませんでした)。親魚の年齢に起因する表示されていないクラッチ サイズのばらつきがあります。表 2は、孵化した幼虫が産卵イベントの一部と親魚の年齢に起因の合計数を示します。一般、表面の魚が産卵幼虫の最大数を生成することがわかりました (1,550 ± 894、n の平均 = 5) Pachón 続いて、(平均 879 ± 680、n = 6)、Tinaja (平均 570 ± 373、n = 11) とモリノ (386 ± 276、n の平均 = 3)。幼虫数は通常より大人に成長、1 つのテストが必要です。我々 は通常 6-18 保育所コンテナー (120-360 幼虫) を設定し、残りの魚を安楽死させます。
保育園プロトコルの成功を測定するには、孵化幼虫、産卵成功したイベントから存続後稚魚の数を記録しました。表 3は、循環タンクで繁殖の 1 ヶ月のデータを示しています, 14 dpf に生き残った保育園コンテナーに転送幼虫の数が含まれています。今月中に生存率は 41 81%、65 293 魚実験や大人への成長のための人口あたりの結果からであった。
ホール マウント免疫染色に成功した場合を決定する、一次抗体二次抗体のみを培養すると培養サンプルの蛍光性を比較しました。蛍光シグナルは、一次抗体の孵化魚に表示されますのみ。我々 は正常に両方の表面で 12.5 dpf までの段階でのニューロン10 (図 1) と膵細胞6にラベルを付けると、型の洞窟このプロトコルを使用しています。
図 1: ニューロンのラベルします。ホール マウント免疫染色のA. メキシコ。12.5 dpf 表層魚群 (、) および Pachón の血脈 (b) のイメージ。[孵化した黄色の輪郭線に示す (a) と] に (b) の中間体領域の画像面魚 (c) と Pachón の血脈 (d) に染まったパン神経抗体 (Hu)。表面魚腸示す腸溶性ニューロン (Hu) と彼らの予測 (アセチル化チューブリン) の領域の (e) 共焦点画像。このイメージの腸管を切開し、核を染色 DAPI を含有する培地にマウントされています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
人口 | 試み | イベントを産卵 | クラッチ |
表面 | 94 | 23 | 23 |
モリノ | 110 | 6 | 4 |
Pachón | 167 | 13 | 13 |
Tinaja | 242 | 18 | 16 |
表 1: 繁殖の 1 年間からのデータの概要A. メキシコ静的タンクにします。繁殖回数、産卵のイベント結果と生成イベントを産卵数孵化幼虫。
人口 | 親の年齢 | 孵化した幼虫 |
表面 | 1 年間 | 989 |
表面 | 1 年間 | 1050 |
表面 | 3 年間 | 2214 |
表面 | 3 年間 | 432 |
表面 | 3 年間 | 1768 |
表面 | 4 年間 | 2852 |
Pachón | 1 年間 | 1194 |
Pachón | 1 年間 | 1933 |
Pachón | 1.5 年 | 371 |
Pachón | 3 年間 | 480 |
Pachón | 4 年間 | 1190 |
Pachón | 4 年間 | 110 |
Tinaja | 9 ヶ月 | 259 |
Tinaja | 9 ヶ月 | 253 |
Tinaja | 10 ヶ月 | 1100 |
Tinaja | 11 ヶ月 | 857 |
Tinaja | 1 年間 | 713 |
Tinaja | 1 年間 | 853 |
Tinaja | 1 年間 | 542 |
Tinaja | 1.5 年 | 360 |
Tinaja | 1.5 年 | 58 |
Tinaja | 1.5 年 | 1100 |
Tinaja | 4 年間 | 185 |
モリノ | 2.5 年 | 460 |
モリノ | 2.5 年 | 619 |
モリノ | 3 年間 | 81 |
表 2: 近似女性年齢とふ化幼虫数の示された人口からの個々 の産卵イベントから A. メキシコ。
人口 | 試み | イベントを産卵 | クラッチ | クラッチ サイズ | 保育園カップに幼虫転送 | 14dpf で後仔魚 | 生存率 (%) |
表面 | 4 | 3 | 2 | 576 & 1728 | 360 | 174 | 48 |
モリノ | 4 | 2 | 1 | 228 | 159 | 65 | 41 |
Tinaja | 4 | 1 | 1 | 1952 | 175 | 93 | 53 |
Pachón | 4 | 1 | 1 | 1696 | 360 | 293 | 81 |
テーブル 3: システムを再循環と幼虫を調達でA. メキシコを繁殖の 1 ヶ月からのデータのサマリーです。試み、その結果を繁殖数は産卵イベント、孵化幼虫、幼虫保育所コンテナー、および稚魚後 14 日後保育園のコンテナー内に存在する転送クラッチあたりの幼虫の平均数を生成するクラッチします。
A. メキシコ表面と洞窟の遺伝子活動を比較する注意深く制御環境パラメーターと研究所にわたってレプリケートすることができますメソッドが必要です。A. メキシコを上げるため我々 のプロトコルは、後期幼生の開発中に一貫した栄養コンテンツを提供します。この餌の政権では、次の遺伝子の機能を提案する堅牢な免疫プロトコルを使用しての集団間自信を持って比較できます。ここでは、このメソッドの制限、将来アプリケーション.の意義を議論します。
密度一致の成長を達成するために後仔魚できますワムシのダイエットで 1.5 L 容器で 2 週間水を再循環することがなく発生することがわかった。このプロトコルは循環システムで魚を育てるのにも使えますただし、タンク流出によって失われたものを補うワムシを毎日追加する必要があります。孵化アルテミア給餌、養殖業、食料源として使われませんがワムシを使用してあるなど、かなりの利点であることがわかった: より良い水質 (下記参照)、一貫した栄養改善バイオ セキュリティ価格を削減します。
まず、消耗品の毎週のコストは、ワムシ、アルテミアの 14 ドルと比較しての 4 ドルです。野生からと微生物の自然変動の収集、アルテミア中制御された条件下で研究室でワムシが発生、バイオ セキュリティに関する病原体内容23か。また、アルテミアノープリウスの栄養成分も環境に決定され、したがって矛盾。給餌は孵化; 後エネルギー店舗繁栄します。彼らはすぐに彼らの開発し、いくつかの時間内の魚に最適な供給必要があります栄養値を失います。アルテミア孵化後、栄養濃縮することができる; 最初の時刻を表す 12 ハウスに給餌を開始します。ただし、この段階では彼らは消費する 5 つの dpf 魚に対して大きすぎるなっています。比較では、ワムシは継続的にワムシを収穫するときに関係なく高い栄養成分で、その結果海洋微細藻類を食べる。ワムシはArtmeia給餌 (160対400 ミクロン)、キャプチャし、ツバメ魚の容易なよりはるかに小さい。後期幼生表層魚群と血脈は、好みやワムシ10をキャプチャする機能に違いがないことを示すような数量でワムシを消費します。
最後に、アルテミアノープリウスは新鮮な水で導入された後数時間を死ぬを開始します。給餌の食べ残しが崩壊し、彼らは手動で削除されていない場合に水質を急激に減少します。死んだアルテミアを削除するは、時間がかかり、アルテミアよりもはるかに大きいではなく、可能性があります誤って削除または負傷後仔魚のために危ないです。ワムシは、育苗容器で無期限に住むし、水質を与えずに魚にすべての回で食品を提供できます。
一方、食料源ワムシ株、藻類を維持するために、かなりの利益があり、ワムシを使用する必要がありますに追加する文化システム毎日。これはワムシ培養容器に液体の藻類を必要としない自動送り装置で実現できます (材料の表を参照してください)。ワムシ必要がありますも収穫するこのセットアップから 24-48 時間ごと文化の健康を維持します。被嚢胚はいつでも孵化することができますので、非常にまれ (かつては、例のための年) の魚を飼育し、後期幼生段階で個体群間の比較を行うと心配しない研究者は食糧源としてアルテミアを好むかもしれません。
孵化し、生き残った幼虫孵化と成長の成功を監視するための数の追跡をお勧めします。胚や幼虫のほとんどが死んでしまうと、細菌や真菌の汚染のためあります。魚用の水の水質を監視し、70% エタノールですべての機器を消毒することをお勧めします。後に洗浄、殺菌、育苗容器を再使用できます。病気のリスクを最小限に抑えるために育苗容器から死んだ魚でもを取り外して、魚を食べ始める場合 5 dpf の前にワムシを追加が重要ですも。
A. メキシコ約 1 歳で性的に成熟します。これに比べて動脈分布(ゼブラフィッシュ) 10-12 週24で繁殖することができる遺伝子組換えA. メキシコを生成するための制限です。免疫組織染色 (IHC) は、遺伝子の発現と蛋白質のローカリゼーションを調査する代替方法です。ここで説明されているプロトコルは、各ステップで適応し、興味のあらゆるティッシュの抗原を検出するために使用できます。しかし、いくつかの組織比較研究の解釈に影響を及ぼす可能性があります (無着色血脈の存在しない障壁) の色素沈着による表層魚群で視覚化するより困難であることに注意することが重要です。この潜在的な問題に対処するため 3% 過酸化水素を使用して固定後表層魚群の色素を漂白することができます。
IHC には、成功したティッシュの固定、ブロック、および抗体の浸透が必要です。それぞれの方法は、組織や興味の蛋白質によって異なります。固定と固定時間は、抗原エピトープを維持しながら細胞を保存しなければなりません。このプロトコルは、架橋固定液 (パラホルムアルデヒド) を使用し、変性液 (メタノール、アセトンなど) を省略します。アセトンで潜伏減少神経細胞および膵マーカーの抗体の信号であることがわかった。結合組織中の非標的蛋白質に抗体を防ぐには、ブロッキングが欠かせません。このメソッドは、ブロックのソリューションで通常血清 (5%) と BSA (0.2%) の組み合わせを使用します。ブロック ソリューションでは、第一次および二次抗体の非特異的結合を減少、体内のタンパク質の反応サイトに結合する蛋白質および抗体も含まれています。
抗体の侵入を達成するために組織を permeabilized する必要があります。これは、洗剤または溶剤変性と達成することができますが、抗原エピトープを維持するために最適化する必要があります。我々 のプロトコルは、トリトン ジメチルスルホキシド (DMSO) の組み合わせを使用します。トリトン、DMSO 含まれて 0.5% と 1% の濃度でブロックと抗体培養段階でそれぞれ。この濃度を使用して、我々 は観察した脳、膵臓、腸、筋肉、染色すべてのティッシュの侵入の可能性が効果的であることを示唆しています。魚のサイズは浸透に影響を与える可能性があります。このプロトコルは、14 日以内 (長さ約 7 mm) より大きい魚にテストされていません。染色のトラブルシューティングを行うには、固定、妨害、および抗体の侵入手順を変更することをお勧めします。また、利用可能なゲノム25を使用して興味のA. メキシコ蛋白質で、免疫のシーケンスの保全を調べることが重要です。
A. メキシコは劇的に異なる環境で進化している同じ種の個体数を実験室で直接比較できるよう進化を調査する優秀なモデルです。標準飼育プロトコル、および研究所間では表面の魚や毒の生物的違いを理解することに不可欠です。私たちの記事は、開発と一貫性のある成長パラメーターにさらされた後稚魚の遺伝子活動を検証するメソッドを提供します。
著者が明らかに何もありません。
この作品は、国立衛生研究所 [HD089934, DK108495] からの補助金によって支えられました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
methylene blue | Kordon | B016CBHZUS | antifungal |
heater | Finnex | 4711457836017 | 100W Digital Control Heater |
airstone | Lee's Aquarium & Pet Products | 10838125202 | disposable air stone |
salt | Instant Ocean | 51378014021 | Sea Salt |
nursery container | IPC | 21545-002 | 40 oz or 1.5 L clear containers |
transfer pipette | VWR | 414004-002 | plastic bulb pipettes |
compact culture system(CCS) starter kit with Brachionus plicatilis (L-type) rotifers | Reed Mariculture | na | fish food |
RGcomplete | APBreed | 817656016572 | 32 oz bottle of rotifer food |
Programmable Auto Dosing Pump DP-4 | Jebao | DP-4 | automatic feeder for rotifers |
Tricane-S | Western Chemical | MS 222 | fish anesthetic |
sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761-500G | for tricane solution |
nylon mesh strainer | HIC (Harold Import Co.) | 735343476235 | 3-inch diameter |
Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128-4L | fixative |
10X PBS | Invitrogen | AM9625 | buffer, dilute to 1X using distilled water |
Triton-x 100 | Sigma-Aldrich | T8787-250ML | detergent |
sodium azide | Sigma-Aldrich | S2002-25G | anti-bacterial |
bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A9647-100G | blocking reagent |
glass vial with screw-top cap 4mL | Wheaton | 224742 | staining vial |
plastic mesh screen for breeding tank | Pentair | N1670 | Cut into a rectangle 6mm larger on all edges than the dimensions of the bottom of the breeding tank. Cut a 6mm square from each corner of the rectangle. Bend the edges of the screen down along all four edges.Place a pair of 6mm vinyl-coated disk magnets on either side (top and bottom) of the mesh on each corner. The screen should be as snug as possible to the sides of the tank. The screen can be removed from the tank with a metal fish net. |
vinyl-coated disk magnets | Kjmagnets | D84PC-AST | |
New Life Spectrum Thera-A pellet fish food | New Life International | na | Adult fish food. A list of retailers for this product is available on the company website |
Antibodies | |||
insulin antibody from guinea pig | Dako | A0564 | 1:200 |
glucagon antibody from sheep | Abcam | ab36215 | 1:200 |
acetylated tubulin antibody from mouse | Sigma | T6793 | 1:500 |
HuD/HuC antibody from mouse | Life Technologies | A-21271 | 1:500 |
nitric oxide synthase (nNOS) antibody from rabbit | Abcam | ab106417 | 5μg/mL |
choline acetyltransferase (ChAT) from rabbit | Abcam | ab178850 | 1:2000 |
seratonin (5HT) from rabbit | Immunostar | 20080 | 1:500 |
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