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Optogenética del pez cebra: activación de neuronas somatosensoriales modificadas genéticamente para estudiar las respuestas conductuales de las larvas

30 de abril de 2023

En este artículo

Resumen

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Fuente: Palanca A. M. S., et al. Activación optogenética de neuronas somatosensoriales de pez cebra usando ChEF-tdTomato. J. Vis. Exp. (2013).

Este video describe técnicas optogenéticas mediante la activación de neuronas somatosensoriales modificadas genéticamente y el registro de la respuesta conductual provocada con una cámara de video de alta velocidad.

Protocolo

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1. Montar larvas para experimentos de comportamiento

  1. Prepare un 1,5% de agarosa de bajo punto de fusión en ddH2O y almacene en un bloque de calor a 42 °C para evitar que se solidifique.
  2. Con una pipeta Pasteur de vidrio, transfiera una de las larvas preseleccionadas a un tubo de agarosa de bajo punto de fusión al 1,5% con la menor cantidad posible de agua azul/embrionaria.
  3. Transfiera las larvas en una gota de agarosa a una pequeña placa de Petri.
  4. Bajo un microscopio de disección, coloque la larva dorsal hacia arriba.
  5. Cuando la agarosa se haya solidificado, córtela con una cuchilla de afeitar delgada (bisturí # 11), dejando una rodaja de agar alrededor de toda la larva.
  6. Haz dos cortes diagonales a cada lado de la yema; ten cuidado de no cortar la larva.
  7. Llene el área que rodea la agarosa con embrión/agua azul.
  8. Separe la agarosa del tronco y la cola de la larva (Figura 1).

2 . Prepare la cámara de alta velocidad y el software de imágenes

  1. Monte la cámara de alta velocidad en el visor de disección.
  2. Conecte la cámara a la computadora.
  3. Encienda la computadora.
  4. Encienda la cámara de alta velocidad.
  5. Software abierto de video/imágenes (Usamos software de imágenes AOS y describiremos los procedimientos para usarlo aquí, pero otro software de imágenes es igualmente aceptable).
  6. Ajuste la configuración de la cámara en consecuencia (es decir, 1.000 fotogramas por segundo (fps), 50% de búfer de disparo u otras configuraciones preferidas).
  7. Empieza a grabar.

>3. Activar neuronas individuales usando un láser de 473 nm

  1. Conecte el estimulador, el láser y el cable óptico.
  2. Enciende el estimulador.
  3. Ajuste el estimulador a un máximo de 5 voltios y una duración de pulso de 5 mseg.
  4. Encienda el láser de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
  5. Utilice un microscopio de disección para posicionar la punta del cable óptico cerca del cuerpo celular de una neurona con expresión de ChEF-tdTomato (Figura 1).
  6. Emite pulso de luz azul para activar la neurona sensorial.
  7. Grabe el comportamiento con una cámara de alta velocidad configurada a 500 o 1.000 fotogramas por segundo.
  8. Repita el experimento según lo desee, esperando 1 minuto entre cada activación para evitar la habituación. (Registramos un mínimo de tres respuestas para cada neurona).
  9. Para liberar las larvas, separe la agarosa con pinzas, teniendo cuidado de no lastimar al animal. Se puede permitir que este animal se desarrolle más y el procedimiento se puede repetir en una etapa más avanzada para caracterizar el desarrollo del comportamiento. El embrión también se puede volver a montar para obtener imágenes confocales de alta resolución de la célula activada para correlacionar el comportamiento con la estructura celular, como se describe a continuación.
  10. Transfiera la larva a la placa de cultivo con agua fresca azul/embrionaria. Utilizamos una placa de 24 pocillos para realizar un seguimiento de las larvas individuales.

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Resultados

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Figura 1. Diagrama de una larva de pez cebra montada y neuronas representativas involucradas en la respuesta al tacto de las larvas. Las larvas de pez cebra se montaron parcialmente en agarosa de bajo punto de fusión al 1,5% (representada por líneas discontinuas que rodean la porción rostral de la larva). Una neurona trigémino (en la cabeza) y una neurona de Rohon-Beard (en el tronco) se representan en rojo. Las células ...

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Agarosa de bajo punto de fusión sigmaA9045o equivalente
Placa de Petri (100x15 mm)cualquiercualquier
Hojas de bisturí no estérilesHerramientas Científicas Finas, Inc.10011-00o equivalente
Agua azul/embrionaria10 L ddH2O 0,6 g Instant Ocean 6 gotas azul de metileno
Cámara de alta velocidadTecnologías AOS, Inc.X-PRI (130025-10)o equivalente
Pipeta Pasteur de vidriopescador1367820Bo equivalente (10-15 mm de diámetro)
Láser portátil de 473 nmLáseres de cristalCL-473-050o mayor potencia, con opción TTL
Estimulador S48Astro-Med, Inc. División de Instrumentos de HierbaS48Ko equivalente
TricaínasigmaA5040
Fibra óptica de 200 μmThorLabs (en inglés)AFS200/220Y-PERSONALIZADOCable de conexión, Longitud: 3 m, Extremo A: FC/PC, Extremo B: FC/PC, Chaqueta: FT030
Fibra óptica de 50 μmThorLabs (en inglés)AFS50/125Y-PERSONALIZADOCable de conexión, Longitud: 3 m, Extremo A: FC/PC, Extremo B: FC/PC, Chaqueta: FT030
24 placas de cultivoGenesee25-102o equivalente

Reimpresiones y permisos

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Etiquetas

Zebrafish LarvaeOptogenetic ActivationSomatosensory NeuronsHigh Speed CameraRohon Beard NeuronTrigeminal NeuronChannelrhodopsin VariantAgarose MountingBlue Laser LightBehavioral Response

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