Un test comportemental simple pour tester la fonction visuelle dans<em> Xenopus laevis</em
Summary
Têtards de Xenopus laevis préfèrent nager sur le côté blanc d'un réservoir noir / blanc. Ce comportement est guidé par la vision. Sur la base de ce comportement, nous présentons un test simple pour tester la fonction visuelle des têtards.
Abstract
Mesure de la fonction visuelle chez les têtards de la grenouille Xenopus laevis, permet le dépistage de la cécité chez les animaux vivants. La réponse optocinétique est un comportement réfléchi basé sur la vision qui a été observée chez tous les vertébrés testés. Tadpole yeux sont petits, la réponse queue de bascule a été utilisé comme mesure de rechange, ce qui nécessite un technicien qualifié pour enregistrer la réponse subtile. Nous avons développé un test de comportement alternatif basé sur le fait que les têtards préfèrent nager sur le côté blanc d'un réservoir lorsqu'il est placé dans une cuve avec des côtés à la fois en noir et blanc. L'analyse présentée ici est une alternative simple peu coûteux qui crée une réponse qui est facilement mesurable. L'installation se compose d'un trépied, d'une webcam et bacs de test imbriqués, facilement disponibles dans la plupart des laboratoires de Xenopus. Cet article comprend un film montrant le comportement des têtards, avant et après le sectionnement du nerf optique. Afin de tester la fonction d'un oeil, on inclut également reprérésultats représentatifs d'un têtard dans lequel chaque œil a subi axotomy rétinienne sur plusieurs jours consécutifs. Les études futures pourraient développer une version automatisée de ce test pour tester la vision de nombreux têtards à la fois.
Introduction
Xenopus laevis ont été utilisés comme un organisme modèle pour étudier la formation des yeux. Les yeux se développent rapidement, de plus en plus de maturité dans moins d'une semaine des gènes ou des voies d'essai qui ont un effet sur le développement et la fonction visuelle. Pour tester la fonction visuelle, la réponse optocinétique et optomoteur a été utilisée dans le poisson-zèbre et les têtards de Xenopus, respectivement 1,2. Parce que les yeux de têtards de Xenopus sont relativement plus petit que le poisson-zèbre, ce test nécessite l'utilisation d'équipement spécialisé et de personnel qualifié pour détecter le comportement subtil queue-flip et mouvements oculaires chez Xenopus. Un comportement plus robuste chez Xenopus est la préférence pour la natation dans un réservoir avec un fond blanc, ce qui est décrit ici 3. Lorsque vous placez un têtard dans un réservoir à moitié noir / moitié blanc, le têtard pré-métamorphique nage rapidement sur le côté blanc de la cuve. Nous avons déjà utilisé ce test pour déterminer si pluripotentes dérivé des cellulesyeux étaient fonctionnels 4. Nous rapportons ici une version détaillée de ce test, qui peut être utilisé pour tester la fonction visuelle des têtards de Xenopus prémétamorphique.
Ce test est plus simple que le test de réponse optomoteur, car il ne nécessite un caméscope monté numérique, logiciel d'appareil photo numérique et un équipement standard dans la plupart des laboratoires de Xenopus. En outre, la réponse enregistrée ne nécessite aucune formation particulière aux résultats de pointage. Nos résultats représentatifs montrent que le même groupe de têtards, ayant subi deux axotomy rétinienne, nagent aléatoirement autour du réservoir. Nous avons également inclus les résultats d'analyse du comportement d'un têtard représentant, en montrant comment un oeil peut être testé pour la réponse visuelle. Une feuille de calcul a été inclus afin que les numéros acquises au cours de l'essai peuvent être insérés et analysés. Cette feuille peut être utilisée pour déterminer si les têtards testés ont une réponse visuelle.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous rapportons ici un test de comportement guidé par la vision simple qui peut être facilement réalisée en moins d'une semaine par le personnel de laboratoire une formation minimale. Alors que d'autres tests nécessitent un équipement spécialisé et de l'expertise en comportement animal, ce test permet un test rapide pour déterminer la fonction visuelle. Un autre essai de comportement, le test d'évitement visuel, a été développé pour déterminer comment le tectum contribue à la perception v…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été financé par des subventions des Instituts nationaux de la santé: EY015748, EY017964 (MET), et EY019517 (ASV). Ce travail a également été soutenue par la recherche pour prévenir la cécité sans restriction Grant au département d'ophtalmologie et les Lions de New York Central. Nous tenons également à remercier notre technicien animalier, Matthew Mellini, pour son excellent soin des animaux et pour le renforcement de la vedette dans cette vidéo.
Materials
| 1/2-gal. Flex-Tank with Cover | eNasco | SB19271M | size: 5-3/8" x 7" x 3-3/4" |
| Black electrical tape | |||
| White tissue paper | |||
| Large Inoculating Turntable | VWR | 50809-022 | size: Dia 114.3 x H 76.2 mm (4 1/2 x 3") |
| Durasorb Underpad | VWR | 82004-836 | size: 43.2 x 60.1 cm (17 x 24") |
| Kim wipe | Krackeler Scientific, Inc. | 1945-34155-CS | |
| Standard Tripod | various | ||
| iSight camera or webcam | Apple | M8817LL/A | Good for larger tadpoles but small ones are difficult to see |
| Portable computer | Apple/PC | various | We used a 13" MacBook, 2 GHz Intel Core 2 Duo running MacOSX Lion 10.7.5 |
| MiniDV Handycam Camcorder | SONY | DCR-HC42 | Connected by firewire to the computer with a 6-conductor and 4-conductor alpha FireWire 400 |
| Handycam Station | SONY | DCRA-C121 | This can be used for connecting firewire to camera |
| QuickTime Player software | Quicktime | Version 10.1 | |
| 26 Gauge Needle (5/8" length) | VWR | BD305115 | |
| Dumont #5 Forceps Biology | Fine Science Tools | 11295-10 | |
| Disposables | |||
| Gentamicin Sulfate [50 mg/ml] | Fisher Scientific | 17-528Z | Stored at room temperature |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer | Fisher Scientific | NC9644388 | |
| Instant Ocean | Doctors Foster and Smith | CD-116528 | Stock solution = 100 g/L stored at room temperature |
| Sodium phosphate dibasic | Sigma Aldrich | S0876 | Stock solution = 0.4 M stored at room temperature |
| Tricaine (Ethyl-3-aminobenzoate methanesulfonate salt) | Sigma Aldrich | A5040 | Stock solution = 10% stored at -20˚C |
| In vitro fertilized embryos | eNasco | LM00490MX | 100 embryos/unit |
Referencias
- Maurer, C. M., Huang, Y. Y., Neuhauss, S. C. Application of zebrafish oculomotor behavior to model human disorders. Rev Neurosci. 22 (1), 5-16 (2011).
- Solessio, E., Scheraga, D., Engbretson, G. A., Knox, B. E., Barlow, R. B. Circadian modulation of temporal properties of the rod pathway in larval Xenopus. J Neurophysiol. 92 (5), 2672-2684 (2004).
- Moriya, T., Kito, K., Miyashita, Y., Asami, K. Preference for background color of the Xenopus laevis tadpole. J Exp Zool. 276 (5), 335-344 (1996).
- Viczian, A. S., Solessio, E. C., Lyou, Y., Zuber, M. E. Generation of functional eyes from pluripotent cells. PLoS Biol. 7 (8), (2009).
- Choi, R. Y., et al. Cone degeneration following rod ablation in a reversible model of retinal degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci. 52 (1), 364-373 (2011).
- Viczian, A. S., Zuber, M. E. Tissue determination using the animal cap transplant (ACT) assay in Xenopus laevis. J Vis Exp. 16 (39), (2010).
- Nieuwkoop, P. D., Faber, J. . Normal table of Xenopus laevis (Daudin) : a systematical and chronological survey of the development from the fertilized egg till the end of metamorphosis. , (1994).
- Blackiston, D., Shomrat, T., Nicolas, C. L., Granata, C., Levin, M. A second-generation device for automated training and quantitative behavior analyses of molecularly-tractable model organisms. PLoS One. 5 (12), (2010).
- Rosemberg, D. B., et al. Differences in spatio-temporal behavior of zebrafish in the open tank paradigm after a short-period confinement into dark and bright environments. PLoS One. 6 (5), (2011).
- Dong, W., et al. Visual Avoidance in Xenopus Tadpoles is Correlated With the Maturation of Visual Responses in the Optic Tectum. J Neurophysiol. 101 (2), 803-815 (2009).
- Lan, L., et al. Noggin Elicits Retinal Fate In Xenopus Animal Cap Embryonic Stem Cells. Stem Cells. 27 (9), 2146-2152 (2009).
- De Robertis, E. M., Kuroda, H. Dorsal-ventral patterning and neural induction in Xenopus embryos. Annu Rev Cell Dev Biol. 20, 285-308 (2004).
