Habitação de laboratório de turquesa killies podem ser escalados para casa e eficientemente criar milhares de peixes individuais em um sistema de filtragem de água centralizado, empregando a mesma infraestrutura utilizada para instalações padrão do zebrafish. Aqui detalhamos uma lista de procedimentos padronizados que permitem a manutenção eficiente killies.
O desenvolvimento de práticas de produção animal em laboratório não-modelo peixe utilizados para fins experimentais muito beneficiou a criação de peixes de referência sistemas modelo, tais como o zebrafish e medaka. Nos últimos anos, um peixe emergente – os killies turquesa (Nothobranchius furzeri) – tem sido adotado por um número crescente de grupos de pesquisa nos campos da biologia do envelhecimento e ecologia. Com uma extensão de vida em cativeiro de 4 a 8 meses, esta espécie é o enfase vertebrados criados em cativeiro e permite que a comunidade científica para teste – em um curto período de tempo – intervenções experimentais que podem levar a alterações da taxa de envelhecimento e a expectativa de vida. Dada a biologia exclusiva desta espécie, caracterizada por diapausa embrionária, maturação sexual explosiva, marcado dimorfismo sexual morfológico e comportamental – e sua expectativa de vida relativamente curta adulta – criação ad hoc , as práticas são em urgente demanda. Este protocolo relata um conjunto de medidas de criação de chave que permitem ideal killies turquesa cuidados de laboratório, permitindo que a comunidade científica adoptar esta espécie como um modelo animal de laboratório poderoso.
Dada a sua curta duração e ciclo de vida rápido, killies turquesas estão crescendo rapidamente como um promissor novo organismo modelo em biologia1,2,3. Esta espécie é caracterizada por um ciclo de vida exclusivo para um teleósteos, consistindo de diapausa embrionária, rápida maturação sexual e uma duração prolongada pós-reprodutivo estágio4,5. Trabalhos recentes tem contribuído para elucidar a biologia desta espécie em cativeiro e no selvagem6,7. Turquesas killies vivem em corpos de água doce sazonal que se formam durante a estação chuvosa na savana africana em Zimbabwe e Moçambique. Durante a estação seca, embriões sobrevivem na lama seca na ausência de água em virtude de um estágio de vida resistente ao estresse chamado diapausa.
Mapas de genética desta espécie foram gerados8,9, e recentemente seu genoma foi sequenciado e montado10,11. Desenvolveram-se várias cepas de peixes do laboratório puras e transgênese e genoma edição via CRISPR/Cas9 tornaram-se disponíveis nesta espécie, de fato promover killies turquesa como um organismo de vertebrados modelo competitivo de laboratório 12,13,14.
Embora um protocolo do laboratório já tenha sido publicado por esta espécie de15, no presente protocolo, nós desenvolvemos uma lista abrangente das orientações do laboratório experimental que visam especificamente a estudos que investigam o envelhecimento e sobrevivência. O presente protocolo permite que pesquisadores já familiarizados com a criação do zebrafish e medaka tornar-se versado na criação de killifish turquesa através da adopção de um número mínimo de ajustes chaves. Ao mesmo tempo, este protocolo fornece pesquisadores sem experiência prévia em criação de peixes com as ferramentas essenciais para criar uma próspera colônia de killies turquesa.
Descreveremos um protocolo para laboratório de cultivo de killies turquesa, incluindo a colheita de embriões, incubação, bem como a carcaça de peixes adultos, reprodução e alimentação. Nosso protocolo destina-se especificamente aos laboratórios que realizam pesquisas focadas em peixes adultos, em particular em estudos experimentais sobre envelhecimento e vida útil. Killies turquesa podem ser gerado em uma instalação padrão do zebrafish; no entanto, aspectos importantes da criação de killifish diferem dos cuidados de zebrafish padrão16. Essas adaptações incluem transição precoce de uma dieta só de artémia para uma dieta suplementada com verme de sangue rico em proteínas, bem como as etapas específicas na incubação de embriões, consistindo de uma fase de incubação líquidas e secas.
Passos críticos dentro do protocolo incluem transporte de embriões na faixa de temperatura de 8-30 ° C. Em caso de reprodução, fecundidade depende da alimentação, frequência e qualidade dos alimentos; Portanto, recomendamos pelo menos duas refeições por dia por reprodução tanque para aumentar o rendimento de embriões (ver secção 5.6.). Durante o clareamento de embrião, não se estendem incubação de embriões na solução de branqueamento. Isso pode causar danos ao córion ovo e embrião maior mortalidade. Quando incubando embriões com azul de metileno, não prolonga a incubação de embriões de pronto-a-porta por mais de 2 semanas como sua viabilidade será drasticamente reduzida. Para incubação killies turquesa, baixa temperatura da solução de ácido húmico melhora para incubação e imersão completa dos embriões na solução permite sincronizado para incubação. Não é suficiente arejamento durante os resultados de incubação em altas taxas de alevinos não é capazes de encher a bexiga de gás (fenótipo “barriga-slider”, ver notas na secção 5.1).
Limitação do protocolo para reprodução inclui o uso do substrato areia quais desafios de poses para centralizada de sistemas de filtragem e devem ser substituídos por métodos alternativos no futuro. Possíveis alternativas poderiam ser a utilização de tanques de criação de zebrafish. Branqueamento de embrião pode causar grandes mudanças físico-químicas no córion ovo que pode resultar na fisiologia do córion alterada e o sucesso da incubação. Constante exposição dos embriões ao azul de metileno pode induzir mudanças de longo prazo em fisiologia de peixes adultos. Criar peixes adultos em tanques individuais para estudos de coorte de sobrevivência pode afetar negativamente saúde e comportamento dos peixes. No entanto, Alojamento em grupo para estudos de coorte de sobrevivência adiciona fatores de confundimento significativos devido ao estabelecimento de dominância social e territórios masculinos, levando a rígidas hierarquias sociais. Portanto, julgamos que o isolamento de peixe masculino para estudos de sobrevivência é um compromisso razoável. Colônias de killies laboratório alimentação com alimento vivo de fontes não-controlados adicionar um risco de contaminações externas de comunidades microbianas potencialmente patogênicas e parasitas. No futuro, um alimento para peixes estéril ad hoc deve ser desenvolvido.
Futuras melhorias para este protocolo incidirá sobre uma dieta controlada, não-vivo, que ainda leva para completar a maturação sexual dentro de 3-4 semanas. Em resumo, nosso protocolo oferece acessibilidade para turquesa killies laboratório de cultivo de uma comunidade científica ampla.
The authors have nothing to disclose.
Agradecemos Alessandro Cellerino, Tyrone Genade, Anne Brunet, Sabrina Sharp, Mickie Powell, Simone Keil, Yumi Kim, Patrick Smith, Kai Mathar e todos os membros do laboratório Valenzano no Instituto Max Planck de biologia do envelhecimento contribuem para diferentes aspectos o protocolo de criação de killifish actual ao longo dos anos.
Probe calibration buffer solution pH=7.0 | Roth | A518.1 | 1L buffer solution pH=7.0 to calibrate water system pH-electrode |
Probe calibration buffer solution pH=4.0 | Roth | P712.1 | 1L buffer solution pH=4.0 to calibrate water system pH-electrode |
Conductivity standard | VWR | 83607.260 | 500 mL Conductivity standard 1,413 uS/cm to calibrate water system conductivity-electrode |
Easy Strips Test 6in1 | JBL | 2533900 | Test strips for determination chlorine values of system water |
Ammonia Test | JBL | 2536500 | Test to determine ammonia content of system water |
Red Sea Salt | Red Sea | 22 kg bucket | |
Sodium hydrogen carbonate | VWR | 27780.360 | |
Humic acid | Sigma- Aldrich | 53680-50G | |
New HUFA Artemia enrichment | ZM Systems UK | 75g bottle | |
Methylene blue | Roth | AE64.1 | |
Hydrogen peroxide solution | Sigma- Aldrich | 31642-1L | 30% (w/w) |
Cononut fiber | Dragon | ZCS010 | |
Whatman paper | GE healthcare | 3030-690 | |
Ethanol pure | VWR | 20821.467 | 100% |
Silica sand | local pet shop | ||
Artemia Eggs Premium Grade | Sanders | ||
Bloodworm | local distributor | Poseidon Aquakultur Germany | |
dNTPs solution mix | Biolabs | N04472 | 10mM |
Taq DNA polymerase | Invitrogen | 18038-042 | 5U/uL |
PCR 10x Buffer | Invitrogen | 18038-042 | |
MgCl2 | Invitrogen | 18038-042 | 50mM |
NaOH | Sigma- Aldrich | S8045-500g | 50mM |
Tris-HCl, pH=8.0 solution | Sigma- Aldrich | T2694-1L | 1M |
HCl 37% | Sigma- Aldrich | H1758-500mL | |
Aquatic housing system | Aquaneering | Central filtration equipped aquatic system | |
Fish tanks | Aquaneering | volume: 0.8L, 2.8L, 9.5L; equipped with baffles, fry mesh and lids | |
Orbital shaker | VWR | 89032-100 | model 5000 |
Microbiological incubator | Thermo Scientific, Heratherm | 50125882 | model IMC18; for storage embryos in the liquid phase, set to t=27-28°C |
Cooling Incubator | Binder | 9020-0209 | model KT115; for storage embryos in the solid phase, set to t=27-28°C |
Hatching incubator | Thermo Scientific, Heratherm | 51028114 | model OGS180; for embryos hatching, set to t=27-28°C |
Stereomicroscope | Leica | model M80 | |
Breeding sand/hatching boxes | Roth | 1598.1 | 1000mL |
Petri dish | Sarstedt | 82.1473 | 92x16mm |
50mL Conical tube | Sarstedt | 62.547.254 | |
15mL Conical tube | Sarstedt | 62.554.002 | |
Disposable Plastic Pasteur pipette | Roth | EA71.1 | 2mL; For fish feeding with bloodworms, or embryos selection cut off the tip to open 3-4mm diameter |
Serological pipette | Sarstedt | 86.1689.001 | 50mL |
Syringe | Henke Sass Wolf | 4100-000V0 | 10mL |
Metal strainer | fineness <1mm; for embryos collection | ||
Tweezers | Dumont | 0508-5/45-PO | type5/45; for embryos transfer |
25L Brine shrimps hatcher | Aquaneering | ZHBS25 | main hatcher |
500mL Brine shrimps hatcher | JBL | 6106100 | model Artemio 1; backuo hatcher |
Narrow-mesh fish nets | JBL | ||
Sand beaker | VWR | BURK7102-5000 | 5000mL |
Brine shrimps separation beaker | VWR | BURK7102-2000 | 2000mL |
Plastic zipper bag | Roth | P279.2 | for dead fish storage |
Pipetboy | Integra | 155000 | model Pipetboy acu2 |
Parafilm | P-Lab | P701605 | |
Air tubing | www.zajac.de | AQ380 | 4-6 mm diameter |
1L Glass bottle | VWR | 215-1595 | |
2L Glass bottle | VWR | 215-1596 | |
500mL Squeeze bottle | Roth | K665.1 | for fish feeding with brine shrimps |
120 micron brine shrimps strainer | Florida Aqua Farms | BB-PC2 | for brine shrimps/bloodworm collection |
Finish filter socks | Aquaneering | MFVB025C | 25 micron |
Central filtration fish housing system | Aquaneering, Techniplast, Aquatic Habitats, Aqua Schwarz |