This video protocol demonstrates a method to study effects of seminal fluid in gastropods, using the hermaphroditic freshwater snail Lymnaea stagnalis.
内部で動物を受精において、精液、通常一緒に射精精液または形成、精子に添加する。栄養および活性化に加えて、精子、精液中の成分はまた、精子ドナーの受精の成功を増強するために女性の生理機能に影響を与えることができる。多くの研究が別の男女との種ではこのような効果を報告しているが、いくつかの研究は、同時に雌雄同体の動物でこれに対処してきた。このビデオプロトコルは、モデル生物として同時に雌雄同体の淡水巻貝、大きな池カタツムリLymnaeaのモノアラガイを使用して、腹足類における精液の効果を研究するための方法を提示します。手順は、完全な前立腺抽出物を使用して示されているが、精液の個々の成分( すなわち 、タンパク質、ペプチド、および他の化合物)は、同じ方法で試験することができる。産卵に射精コンポーネントの受領の影響は産卵の頻度の観点から定量化することができるとこのようなそれぞれの卵塊中の卵の数として、女性の生殖性能のより微妙な見積り。結果は、精液のタンパク質は、性選択のための重要性を強調し、この同時雌雄同体における女性の生殖出力に影響することを示している。
転送時には、精子は通常、男性の付属腺で生成精液を伴う。いくつかの精液成分は栄養及び活性化精子1の役割を果たしているが、他の精子ドナー2-4の受精の成功を増加させるために、女性の生理機能に影響を与える。種が高度に無差別であり、効率的な精子の貯蔵および精子消化を有する場合、このような効果は特に、性的選択を介して、のために選択される。このような条件下では、精子ドナーは卵5の受精のために重く競う。男性の受精の成功のために精液の物質の重要性のための豊富な相関の証拠があるが、直接的な証拠はよりまれであり、いくつかの研究では、生理学的変化および/ または6の関与する物質の詳細に掘り下げています。
種では別々の男女( すなわち 、男性と女性; gonochorists)といくつかのよく調査し、モデル仕様がありますESそれは精液成分とその効果に来る。例としては、ショウジョウバエ、 キイロショウジョウバエ6、マラリア蚊、 ハマダラカ 7、およびコクヌストモドキ、 コクヌスト 8が含まれています。それは生殖のこのモードは、動物界9を通じて共通しているにもかかわらず、( すなわち 、個人が同時に機能的に男性と女性である)を同時に雌雄同体である種になるとこのような精液の研究は非常に稀です。付属腺物質の導入の最も顕著な雌雄同体の例は、おそらく物質は、皮下注射11,12、 すなわちを通じて精子ドナーによるもの移されるカタツムリ2,10、いわゆる愛-ダーツの撮影です精子と一緒に。しかし、彼らの精子と一緒に男性の付属腺の製品を転送する多くの同時雌雄同体が存在し、このような、ここで使用したモデル種とし て、大きな池がLymnaeaモノアラガイカタツムリ 。これまでの研究では、既に精液の受信は、この種の雌の生殖出力13〜15に影響し、複雑な精液タンパク質のいくつかは、16,17を特定されていることを実証した。
Koene ら 16で報告された方法を拡張したもので、このプロトコルの全体的な目標は、腹足類の軟体動物での産卵の様々なパラメータに精液タンパク質の効果をテストすることです。これは、標準化された実験室での培養物から性的隔離ドナーカタツムリの前立腺(精液を生産すなわち 、男性のアクセサリー腺)の解剖することによって達成される。第二に、ドナーの精子が精嚢から収集され、別の処理溶液が作られています。続いて、試験カタツムリを麻酔し、膣内、例えば、試験溶液(を注射し、一人で前立腺エキス、精子と前立腺エキス、単独の精子、単独のキャリア媒体)。これらのテストのカタツムリは、その後、産卵を記録するために、標準的な条件下で、週に次の日のために監視されています。卵塊をデジタルカウントし、様々なパラメータを測定するためにスキャンを集め、次いで孵化のために個々のバイアルに入れられる。約2週間後、孵化をカウントし、デジタル的に走査される。卵塊および孵化の両方のすべてのスキャンは、その後自由に利用可能な画像分析ソフトウェアパッケージを用いて分析する。
このプロトコルの大きな池のカタツムリの実験室株、Lymnaeaのモノアラガイは 、アムステルダムのVU大学で飼育されている、使 用されています。この種は雌雄同体における性選択と再生に関する質問を調査するためのモデルシステムとして機能します。動物の比較的大きなサイズは、実験的に非常にアクセスできるようになります。また、それは多くの(b)にモデル種として使用されるためiological分野は我々はすでに、これらの動物の基礎生物学について多くのことを知っている。この方法は、一般的には精液タンパク質を介して媒介される性選択のプロセスについての質問を勉強するのに役立ちます。これらは同時雌雄同体であるのでさらに、それは両性16,17が分離されている種においてそうであるように、そのようなタンパク質は、類似及び/又は異なる方法で作用するかどうかを検討することができる。
提示されたプロトコルは、精液、どのように生物学的に意味のある方法でこれをテストするにはを収集する方法を示しています。ここでこの手順は、前立腺腺抽出物を用いて示されているが、単一の精製された精液タンパク質の効果も同じ手順に従って試験することができる。明らかに、このような試験では、処置および/ または担体媒体に質問14,16のパラメータに影響を及ぼさないことを保証するために適切なコントロール(偽処置)を含むことが常に重要である。この方法を用いて、既に14,16産卵の低下を媒介する単一の精液蛋白質、すなわちOvipostatinが存在することが示されている。前立腺で産生され、精子と一緒に交配中に転送このタンパク質は、同時雌雄同体で初めて完全に特性精液の成分を表しており、これまで、既知のタンパク質への類似性を示さない。
発見Oviposta錫は、レシピエントにおける卵の大量生産は、精液中の物質は、13〜15産卵に影響を与える可能性があることを示す初期の研究を裏付けて減少します。生物学的に適切な量(3.2 16を参照)を転送することによって、人は説得力のある( 図1)産卵の観察された減少を媒介すること、精子の存在自体のそれは精液タンパク質であることを証明している、とすることはできません。自然交配を経由して精液を繰り返し受信が卵15あたりの投資を増加させることを考えると、それは今、産卵の他のパラメータを定量化するために、関連性の高いとなります。提示されたプロトコルは、ここで実行するために必要なメソッドを提供します。何の効果が受信者16によって産卵孵化成功にOvipostatinの認められなかったが、このタンパク質と協調して作用する他の精液のタンパク質があるかもしれません。したがって、この文脈で定量化が必要なパラメータ – 次の周波数と卵数を敷設するには、 – 卵サイズ、HATCを含む興時間、孵化開発や雛サイズ。また、このような精子の貯蔵と使用だけでなく、女性と男性機能14,17に向けた生殖リソースの割り当てなど産卵以外の女性プロセスへの影響を調べることが可能である。明らかに、提示された方法は、Lymnaeaモノアラガイで、その他の淡水巻貝の両方で、これらのフォローアップの問題に対処する上で役立つ。
要するに、精液タンパク質を転送し、このプロトコルのショーを用いた実験では、これらの同時雌雄同体で受信者の女性の生殖能力に影響を与える。いくつかの研究は、これに対処してきたことを考えると、それは、現在、科学文献に反映されるよりも、内部的に雌雄同体を受精においてはるかに一般的である可能性が高い。一方、プリ交尾配偶者選択と精子競争がこれら雌雄同体14において重要な役割を果たすことが示されていることを認識している場合は特にhighlightsは、例えば雄付属腺タンパク質の電位が性的に、このシステムで選択される。最後に、本研究では、彼らは別々の、性欲の種のためのもののように精液タンパク質が同時雌雄同体のために等しく重要であることを開発するという概念をサポートするのに役立ちます。
The authors have nothing to disclose.
我々は技術支援のためのボイスオーバー用のMR Helmus、CM Popelier、S. YpenburgとC.レベスクに感謝します。この研究は、財政的に科学研究費オランダ機構(NWO)、芸術科学オランダ王立アカデミー(KNAW)、日本学生支援機構(JASSO)でサポートされています。本書はJMKにNWOのオープンアクセスの助成金によってサポートされていました。
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
fish food flakes | TetraPhyll | ||
stereo microscope | |||
small surgical scissors | WPI | ||
coarse and fine forceps | WPI | ||
10 ml syringe | |||
injection needles (0.3mmx13mm) | |||
50 Mm MgCl2 | |||
5.83 mmol L-1 CaCl2•2H2O | |||
3.76 mmol L-1 MgCl2•6H2O | |||
42.69 mmol L-1 NaCl | |||
37.53 mmol L-1 KCl | |||
Two component Silicon | Sylgard | ||
1 mm syringes | |||
Silicon tubing (diameter 1 mm) | |||
blunted injection needles (0.3mmx13mm) | |||
Tubes | Eppendorff | ||
460-ml perforated containers | |||
metal leaf puncher (19.6 cm2) | |||
spatula/spoon | |||
(laptop) computer | |||
flatbed scanner | |||
millimeter scale | |||
transferring plates | |||
glass tiles | |||
20 ml glass vials |