이 프로토콜에서 우리 Astyanax mexicanus 성인 사육, 애벌레, 인상 하는 방법을 보여 하 고 표면의 고기를 비교 하 여 morphotypes 동굴 후 애벌레 물고기에 전체 마운트 immunohistochemistry를 수행 합니다.
강 및 Astyanax mexicanus 의 인구 동굴 적응 형태학, 생리학, 행동에 있는 차이 표시합니다. 성인 양식 비교에 초점을 맞춘 연구 이러한 차이점 중 일부의 유전 기초를 계시 했다. 적은 인구 (먹이의 발병)에서 포스트 애벌레 단계에서 어떻게 다른 지에 대 한 알려져 있다. 이러한 연구 결과 cavefish 그들의 자연 환경에서 성년을 통해 생존 하는 방법에 대 한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 실험실에서 후 애벌레의 개발을 비교 하기 위한 방법 표준화 된 양식 및 정권 먹이 필요 합니다. 여기는 물고기까지 2 주 게시물 수정에 대 한 재순환 비 물에 영양분이 풍부한 rotifers의 다이어트 하는 방법에 설명 합니다. 이 보육 시스템에서 후 애벌레 물고기를 수집 하 고 전체-마운트 immunostaining를 수행 하는 방법을 보여 줍니다. Immunostaining은 transgene 식 분석 조사 개발 및 유전자 기능 A. mexicanus에 대 한 매력적인 대안 이다. 보육 방법 성인으로 성장에 대 한 설정 밀도 일치 하는 인구에 대 한 표준 프로토콜로 사용할 수 있습니다.
멕시코 tetra Astyanax mexicanus 는 단일 종의 물고기 강-주거 인구 (표면 물고기)으로 존재 하 고 다양 한 동굴 주거 인구 (cavefish) 그들이 서식 하는 동굴에 대 한 명명 된 (즉, Tinaja, Molino, Pachón). 연구원의 성장 수를 사용 하 여 A. mexicanus 행동1,2,3,4, 신진 대사5,6의 유전과 개발 기초 조사 ,7,8및 형태학 진화9,,1011. A. mexicanus 의 연구에 대 한 사용 가능한 리소스 포함 게놈 시퀀스 및 주석12; transcriptome13; 개발 준비 테이블14; 그리고15,,1617번 식, 제 닉18, 만드는 방법과 유전자19편집. 추가 도구 및 업데이트 표준 프로토콜의 보급 cavefish 연구 커뮤니티의 성장을 가속화할 것 이다 (이 방법 컬렉션20참조).
우리의 목표는 유전자 활동에서 현장에서 포스트 애벌레 A. mexicanus, 실험실 사이 비교 방식에서에서 평가 하기 위한 강력한 방법을 제공 하 여 툴의 기존 레 퍼 토리에 추가 하는. 이 목표를 달성 하는 두 가지 도전이 있다. 첫째, 부 화에 대 한 표준화 된 정권에 대 한 필요가 있다 고 실험실 사이 물고기를 양육, 수 유 및 밀도 등의 차이점으로 영향을 성장과 성숙, 그로 인하여 유전자 활동에 영향을 미치는. 둘째, 포스트 애벌레 물고기의 유전자 활동의 패턴을 조사 하기 위한 표준화 된 아직 적응 방법에 대 한 필요가 있다. 우리는 물고기 포스트 애벌레 단계를 제기 하 고 소개 하는 A. mexicanus에서 유전자 발현을 평가 하기 위한 강력한 전체 마운트 immunohistochemistry (IHC) 프로토콜에 대 한 표준 관행을 수립 여기, 이러한 문제를 해결.
우리는 먼저 자연 산란을 통해 물고기를 번 식 하 고 수정 된 알을 식별 하는 방법을 보여 줍니다. 설명된 다음은 수정 된 달걀 (애벌레)를 해치 고 어디 그들이 유지 됩니다 컨테이너 당 20 물고기의 밀도에서 2 주에 대 한 재순환 또는 물 변경 없이 보육 컨테이너에 그들을 전송 하는 방법 이다. 5 일 게시물 수정에 물고기 포스트 애벌레 단계 (더 이상 데 노 른 자 공급)을 개발 하 고 매일 보충을 필요로 하지 않는 영양이 풍부한 음식 소스로 조류 먹이 Brachionus plicatilis (rotifers)를 제공 됩니다. 이 메서드는 애벌레와 애벌레 후 개발에 대 한 일관 된 성장을 매개 변수를 제공합니다.
유전자 기능을 평가 하기 위해 보육 컨테이너에서 물고기를 제거 하 고 전체-마운트 IHC 수행 하는 방법을 보여 줍니다. IHC 방법 제시 Danio rerio21 와 함께 사용 하기 위해 개발 된 프로토콜에서 적응 하 고 모든 A. mexicanus 조직에서 테스트, 뇌, 소장, 췌 장 등 항 원 검사에 대 한 효과적입니다. IHC 생성 하는 유전자 변형 동물 유전자 발현 및 단백질 지 방화의 검사에 대 한 빠른 대안입니다. 이 프로토콜은 A. mexicanus 성장과 포스트 애벌레 단계에서 표면 물고기와 cavefish의 고기를 비교 하기 위한 연구를 위해 유용할 것 이다.
표면과 동굴 사이 유전자 활동을 비교 A. mexicanus 는 신중 하 게 통제 환경 변수와 메서드 연구소 간에 복제 될 수 있습니다 필요 합니다. A. mexicanus 양육에 대 한 우리의 프로토콜 후 애벌레 개발 하는 동안 일관 된 영양 콘텐츠를 제공 합니다. 이 먹이 정권 따라 유전자 함수는 선물이 강력한 immunohistochemistry 프로토콜을 사용 하 여 인구 사이 자신 있게 비교할 수 있습니다. 여기 우리가이 방법으로 그것의 한계와 미래 응용. 프로그램의 중요성을 토론
달성 하기 위해 밀도 일치 하는 성장, 우리는 포스트 애벌레 물고기 rotifers의 다이어트에 1.5 리터 용기에 2 주 동안 물 재순환 없이 발생 될 수 있습니다 발견. 이 프로토콜 반복 시스템;에 물고기를 사용할 수 있습니다. 그러나, rotifers는 그 탱크 유출 통해 손실 보상을 매일 추가 되어야 합니다. 새로 부 화 Artemia nauplii 양식, 음식 근원으로 일반적으로 사용 됩니다 하지만 우리는 rotifers를 사용 하 여 포함 하는 상당한 장점을 발견: 감소 가격, 향상 된 생물, 일관 된 영양, 그리고 더 나은 수 질 (아래 참조).
첫째, 소모품에 주간 비용 rotifers, Artemia14 달러에 비해 4 달러 이다. 생물에 관한 rotifers에서에서 발생 하는 제어 조건 하에서 실험실 Artemia 미생물에 자연적인 변이 및 야생에서 수집 하는 동안 또는 병원 체23목차. 또한, Artemia nauplii의 영양소 구성 환경 결정 하 고 따라서 일관성이 있습니다. Nauplii 해칭; 후에 그들의 자신의 에너지 스토어에서 번성 그들은 신속 하 게 개발 하 고 최적으로 먹여야 한다 물고기를 몇 시간 이내 영양 가치를 풀어. 부 화 후, 그들은 영양 농축 될 수; 처음으로 나타내는 12 집에서 먹이 Artemia 시작 그러나,이 단계에서 그들은 너무 커서 5 dpf 물고기 소비 되고있다. 비교에서는, rotifers는 지속적으로 높은 영양 콘텐츠는 rotifers는 수확 하는 때에 발생 하는 해양 미세에 피드. Rotifers는 Artmeia nauplii (160 대 400 미크론), 그들을 쉽게 캡처하고 삼키기 물고기 보다 훨씬 작습니다. 포스트 애벌레 표면 물고기와 cavefish 기본 설정 또는 rotifers10캡처 하는 능력에 차이가 제안 하는 유사한 수량에 rotifers를 소모 한다.
마지막으로, Artemia nauplii 시작 신선한 물에 소개 되 고 후 몇 시간을 죽어. Uneaten nauplii, 급속 하 게 감소 하는 수 질 수동으로 제거 하지 않는 경우 붕괴 것입니다. 죽은 Artemia 를 제거 하는 것은 어렵고 Artemia 보다 훨씬 더 큰 고 실수로 제거 되거나 손상 될 수 있습니다 후 애벌레 물고기에 대 한 위험. Rotifers 보육 컨테이너에서 무기한 라이브 하 고 수 질에 크게 영향을 주지 않고 모든 시간에 물고기 음식을 제공할 수 있습니다.
반면 음식 소스는 상당한 혜택 rotifer 재고, 조류를 유지 하기 위해 rotifers를 사용 하 여 추가 되어야 합니다 문화 시스템에 매일. 이 액체 조류 rotifer 문화 컨테이너로 dispenses 자동 급지대 달성 될 수 있다 ( 재료의 표참조). Rotifers 해야 합니다 또한 수확 될이 설정에서 24-48 시간 마다 문화의 건강을 유지 하기 위해. 물고기 아주 가끔 (일년에 한 번, 예를 들면)를 번 식과 포스트 애벌레 단계에서 인구 사이 비교와 관심을 하지 않습니다 연구자 encysted 태아는 언제 든 지 부 화 될 수 있기 때문 음식 소스로 Artemia 를 선호 수 있습니다.
해치 고 살아남은 애벌레 부 화와 성장 성공을 모니터링할 수를 추적 하는 것이 좋습니다. 대부분의 태아 또는 애벌레 죽으면, 그것은 세균 이나 곰 팡이 오염이 원인일 수 있습니다. 물고기 준비 물의 수 질을 모니터링 하 고 모든 장비 70% 에탄올으로 소독 하는 것이 좋습니다. 그들은 청소 하 고 소독 후 보육 컨테이너를 다시 사용할 수 있습니다. 질병의 위험을 최소화 하는 보육 컨테이너에서 죽은 물고기를 제거 하 고 생선을 먹고 시작 하지 5 dpf, 전에 rotifers를 추가 중요 한 이기도 합니다.
A. mexicanus 는 약 1 년 오래 된 성적으로 성숙한입니다. 이것은 유전자 변형 A. mexicanus Danio rerio (zebrafish) 10-12 주24번 식 수에 비해 생성에 대 한 제한 이다. Immunohistochemistry (IHC)는 유전자 발현 및 단백질 지 방화 조사 하는 대체 방법입니다. 여기에 설명 된 프로토콜 각 단계에서 적응 고 관심의 어떤 조직에서 항 원을 검출 하는 데 사용 될 수 있습니다. 그러나 그것은 일부 조직 비교 연구의 해석에 영향을 미칠 수 있는 염색 (unpigmented cavefish에 존재 하지 않는 장벽), 때문에 표면 물고기에 시각화 하기 더 어려울 수 있습니다,, 주의 해야 합니다. 이 문제를 해결 하려면 표면 물고기 안료 3% 과산화 수소를 사용 하 여 고정 후 표백 될 수 있다.
IHC는 성공적인 조직 고정, 차단, 그리고 항 체 침투 필요 합니다. 각 메서드는 조직 관심사의 단백질에 따라 다릅니다. 정착 액 및 고정 시간 항 epitope를 유지 하면서 셀 구조를 보존 해야 합니다. 이 프로토콜에 대 한 우리 상호 정착 액 (paraformaldehyde)를 사용 하 고 (예: 메탄올, 아세톤) 변성 정착 액을 생략. 우리는 아세톤에 외피 신경 및 췌 장 표시자에 대 한 항 체 신호 감소를 발견. 블로킹 단계 조직에 비 대상 단백질 바인딩에서 항 체를 방지 하기 위해 필수적입니다. 이 방법은 차단 솔루션에서 정상적인 혈 청 (5%)와 BSA (0.2%)의 조합을 사용합니다. 차단 솔루션 항 체 및 떨어지면서 일반적인 바인딩 1 차 및 이차 항 체의 조직에서 단백질에 반응 사이트에 바인딩되는 단백질에 포함 되어 있습니다.
항 체 침투를 달성 하기 위해 조직 permeabilized 해야 합니다. 이 세제 또는 변성 용 매와 달성 될 수 있다 하지만 항 epitope를 보존 하기 위해 최적화 해야 합니다. 우리의 프로토콜 트리톤과 디 메 틸 sulfoxide (DMSO)의 조합을 사용합니다. 트리톤 DMSO 포함 됩니다 0.5%와 1%의 농도에서 차단 하 고 항 체 외피 단계 동안 각각. 이 농도 사용 하 여, 우리는 관찰에 뇌, 췌 장, 소장, 근육, 얼룩 모든 조직의 침투에 대 한 가능성이 효과적인 다는 것을 제안. 물고기 크기를 침투에 또한 영향을 미칠 수 있습니다. 이 프로토콜은 14 일 (길이 약 7 m m) 보다 큰 물고기에 테스트 되지. 얼룩 문제 해결, 고정, 차단, 그리고 항 체 침투 단계를 변경 하는 것이 좋습니다. 그것은 또한 사용 가능한 게놈25를 사용 하 여 관심사의 A. mexicanus 단백질으로는 immunogen의 순서 보존을 검사 하는 것이 중요.
A. mexicanus 으로 극적으로 다른 환경에서 진화 같은 종족의 인구는 실험실에서 직접 비교 될 수 있다 진화를 조사 하는 우수한 모델입니다. 표준 축산 프로토콜, 내과 연구소, 중 표면 물고기와 cavefish의 생물 학적 차이 이해 하는 데 필수적입니다. 우리의 문서 개발 및 일관 된 성장 매개 변수에 노출 후 애벌레 물고기의 유전자 활동을 검사 하는 방법을 제공 합니다.
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 건강의 국가 학회 [HD089934, DK108495]에서 교부 금에 의해 지원 되었다.
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 |