George Streisinger Pionier bei der Verwendung von Danio rerio, das gemeinhin als Zebrabärbling bekannt, als Modellsystem für die genetische Analyse von Wirbel Entwicklung ^10. Das Modell bietet mehrere Vorteile, einschließlich: (1) relativ einfach und kostengünstig Tierhaltung; (2) externe Befruchtung, die einen leichten Zugang zu Embryonen von den frühesten Entwicklungsstadien; und (3) ein transparentes Embryo ermöglicht direkte und wiederholte Beobachtungen von Zellen, Geweben und Organen, wie sie bilden.

In den folgenden Jahrzehnten stiegen einige Fortschritte weiter die Leistung des Zebrabärbling-Modells. Insbesondere Vorwärts genetischen Screens und Sequenzierung des gesamten Genoms Bemühungen kritischen Schlüsselrollen bei der Identifizierung von Mutationen und Gene gespielt zu vielen Entwicklungsprozesse ^{11, 12, 13, 14,}„> ^{15, 16.} Gateway – Klonierungsverfahren die Routineanwendung von transgenen erlaubt haben Ansätze ^{17, 18.} Die jüngsten Fortschritte in der Genombearbeitung, beispielhaft dargestellt durch Transkriptionsaktivator-like (TALENS) und gruppierten regelmäßig voneinander beabstandeten kurzen palindromischen Repeats (CRISPR) -Cas9 Nukleasen, ermöglicht die gezielte Einführung von Mutationen sowie Knock-out und knock-in Ansätzen ^{19, 20, 21, 22.} Combined, diese Methoden Zebrabärbling machen ein leistungsfähiges Modell für die Untersuchung der genetischen Mechanismen , bestimmte Verhaltensweisen und mehrere menschliche Krankheiten zugrunde liegen ^{23, 24, 25, 26, 27.}

Diese Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung vonpsychische Regulierung und die Rolle der elektrischen Aktivität in neuronalen Entwicklung. Der Schwerpunkt liegt auf dem Rückenmark, für die das Modell Zebrabärbling mehr Vorteile bietet. Erstens ist es relativ einfach, Zebrabärbling an embryonalen und Larvenstadien zuzugreifen; Daher kann eine Rückenmarksfunktion während der Entwicklungsstadien untersuchen , die weniger Neuronen und einfachere Schaltungsanordnung ^{28, 29} haben. Darüber hinaus hat die Zebrabärbling Rückenmark eine vielfältige Gruppe von Neuronen, ähnlich wie bei anderen Wirbeltieren, als Faktoren , ^{30, 31, 32, 33, 34, 35} und durch charakteristische Unterscheidungsmuster der Transkription nachgewiesen.

Die meisten Studien in Zebrabärbling, das die Mechanismen aufzudecken darauf abzielen, die die Funktion von Rückenmarksschaltungen zugrunde liegen, vor allemdiejenigen , die Fortbewegung, sind verständlicherweise konzentrieren sich auf Larvenstadien ^{36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43} unterstützen. Allerdings sind viele der Neuronen, die das Rücken Lokomotive Netzwerken initiieren ihre Differenzierung in frühen Embryonalstadium, ~ 9-10 h nach der Befruchtung (hpf) ^{44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51} bilden. Im Hinblick darauf, das Verständnis, wie die morphologischen und elektrischen Eigenschaften von spinalen Neuronen entstehen und Wechsel zwischen den embryonalen und Larvenstadien ist wichtig für eine Marktpreisefürll Verständnis der lokomotorischen Schaltungsbildung und -funktion.

Die Dissektion hier beschriebenen Methoden erlauben Patch-Clamp-Aufnahmen von spinalen Neuronen und haben an embryonalen Stadien (~ 17-48 HPF) und Larvenstadien (~ 3-7 Tage nach der Befruchtung [dpf]) erfolgreich angewandt worden. Dieser Ansatz begrenzt die Menge der Dissektion erforderlich, um Zugang zu den Neuronen von Interesse bereitzustellen. Das Protokoll unterscheidet mich von der Mehrzahl der anderen veröffentlichten Verfahren für in Tierarzt dieses Naht Leim aus Zebrabärbling spinalen Neuronen Aufzeichnung verwendet wird, sondern als ein feiner Wolframstift, den Embryo oder Larve auf die Aufzeichnungskammer zu befestigen. Die Verfügbarkeit von zwei unterschiedlichen Ansätzen (dh Naht Klebstoff gegenüber dem Wolframstift) für die Zebrabärblingembryonen oder Larven für elektrophysiologische Analyse Montage bietet Forscher mit alternativen Optionen ihre spezifischen experimentellen Ziele zu erreichen.

Als erstes Verfahren für den Zugriff auf und die Aufnahme von einem Pop ulation von primären sensorischen Neuronen, Rohon Beard-Zellen, beschrieben. Die Zellkörper dieser Neuronen liegen im dorsalen Rückenmark. Rohon-Beard – Zellen existieren in zahlreichen Wirbeltierarten unterscheiden früh in der Entwicklung, und liegen unter der embryonalen Touch – Reaktion ^{6, 44, 47, 48.}

Zweitens Verfahren für den Zugriff auf und die Aufnahme von spinalen motorischen Neuronen sind detailliert. Zebrafisch-spinale motorische Neuronen entstehen während zwei Wellen des Neurogenese. Die früheren geborenen primären motorischen Neuronen entstehen am Ende der Gastrulation (~ 9-16 HPF), mit nur 3-4 primären motorischen Neuronen , die pro hemisegment ^{45, 46, 49.} Im Gegensatz dazu ist die später geborene Bevölkerung von sekundären motorischen Neuronen zahlreicher und stellt sich während eines längeren Zeitraums, beginnend bei ~ 14 HPFef "> ^{45, 50.} Secondary Motoneuron Genese Mitte trunk Segmente meistens von 51 HPF ^50. Secondary motorischen Neuronen sind als abgeschlossen ist das Gegenstück von Motoneuronen in amniotes ⁴⁶ sein. Interessanterweise supraspinalen Neuronen über Dopamin, regulieren Lokomotion in der Larve und sekundären Motoneuron Genese im Embryo und junge ^{50 Larve, 51.} primäre und sekundäre Motorneuronen umfassen , die jeweils mehrere verschiedene Subtypen. jeder primäre Motoneuron – Subtyps projiziert einen peripheren Axonen , die eine charakteristische Muskelgruppe innerviert, in einer stereotypen führt, axonalen Trajektorie identifiziert. im Allgemeinen sekundäre Motorneuronen die axonale Wege zuvor eingesetzten primären motorischen Neuronen folgen. Somit wird mit Bezug auf die axonale Trajektorien, primäre und sekundäre Motorneuronen sind ähnlich, mit der Ausnahme, dass axonale Dicke und Größe a somatawieder größer für die primären Motorneuronen ^45.

Drittens Methoden für die Aufzeichnung von einigen Arten von Inter diskutiert. In diesen Fällen ist jedoch eine begrenzte Menge an Entfernung anderer Rückenmarkszellen erforderlich ist, und damit das Rückenmark ist weniger intakt als bei Aufnahmen von Rohon Beard-Zellen oder motorischen Neuronen.