Article de méthode

Optogénétique du poisson-zèbre : activation des neurones somatosensoriels génétiquement modifiés pour étudier les réponses comportementales des larves

30 avril 2023

Dans cet article

Résumé

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Source : Palanca A. M. S., et al. Activation optogénétique des neurones somatosensoriels du poisson-zèbre à l’aide de ChEF-tdTomato. J. Vis. Exp. (2013).

Cette vidéo décrit des techniques optogénétiques en activant des neurones somatosensoriels génétiquement modifiés et en enregistrant la réponse comportementale provoquée à l’aide d’une caméra vidéo à haute vitesse.

Protocole

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1. Monter les larves pour les expériences comportementales

  1. Préparez 1,5 % d’agarose à bas point de fusion dans du ddH2O et conservez-le dans un bloc thermique à 42 °C pour éviter qu’il ne se solidifie.
  2. À l’aide d’une pipette Pasteur en verre, transférez l’une des larves présélectionnées dans un tube d’agarose à faible point fondu à 1,5 % avec le moins d’eau bleue/embryonnaire possible.
  3. Transférez les larves dans une goutte d’agarose sur une petite boîte de Pétri.
  4. Sous un microscope à dissection, positionner la larve dorsale vers le haut.
  5. Lorsque l’agarose s’est solidifiée, coupez l’agarose avec une fine lame de rasoir (scalpel #11), en laissant un coin de gélose autour de la larve entière.
  6. Faites deux entailles diagonales de chaque côté du jaune, en prenant soin de ne pas entailler la larve.
  7. Remplissez la zone entourant l’agarose avec de l’embryon/de l’eau bleue.
  8. Tirez l’agarose loin du tronc et de la queue de la larve (figure 1).

2 . Préparation d’un appareil photo haute vitesse et d’un logiciel d’imagerie

  1. Montez la caméra haute vitesse sur la lunette de dissection.
  2. Connectez l’appareil photo à l’ordinateur.
  3. Allumez l’ordinateur.
  4. Allumez l’appareil photo haute vitesse.
  5. Ouvrez un logiciel de vidéo/imagerie (nous utilisons le logiciel d’imagerie AOS et décrirons les procédures d’utilisation ici, mais d’autres logiciels d’imagerie sont tout aussi acceptables).
  6. Ajustez les paramètres de l’appareil photo en conséquence (c’est-à-dire 1 000 images par seconde (fps), 50 % de mémoire tampon de déclenchement ou d’autres paramètres préférés).
  7. Démarrez l’enregistrement.

3. Activer des neurones uniques à l’aide d’un laser de 473 nm

  1. Fixez le stimulateur, le laser et le câble optique.
  2. Allumez le stimulateur.
  3. Réglez le stimulateur sur un maximum de 5 volts et une durée d’impulsion de 5 ms.
  4. Allumez le laser conformément aux instructions du fabricant.
  5. À l’aide d’un microscope à dissection, l’extrémité du câble optique est placée près du corps cellulaire d’un neurone présentant l’expression de ChEF-tdTomato (Figure 1).
  6. Délivrez une impulsion de lumière bleue pour activer le neurone sensoriel.
  7. Enregistrez le comportement à l’aide d’une caméra haute vitesse réglée à 500 ou 1 000 images par seconde.
  8. Répétez l’expérience comme vous le souhaitez, en attendant 1 minute entre chaque activation pour éviter l’accoutumance. (Nous enregistrons un minimum de trois réponses pour chaque neurone).
  9. Pour libérer les larves, séparez l’agarose à l’aide d’une pince en prenant soin de ne pas blesser l’animal. On peut laisser cet animal se développer davantage et la procédure peut être répétée à un stade plus ancien pour caractériser le développement du comportement. L’embryon peut également être remonté pour une imagerie confocale à haute résolution de la cellule activée afin de corréler le comportement avec la structure cellulaire, comme décrit ci-dessous.
  10. Transférer la larve dans une plaque de culture avec de l’eau bleue fraîche/embryonnaire. Nous utilisons une plaque de 24 puits pour suivre les larves individuelles.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Agarose à bas point de fusion sigmaA9045ou équivalent
Boîte de Pétri (100x15 mm)quelconquequelconque
Lames de scalpel non stérilesOutils scientifiques fins, Inc.Référence 10011-00ou équivalent
bleu/eau embryonnaire10 L ddH2O 0,6 g Instant Ocean 6 gouttes de bleu de méthylène
Caméra haute vitesseAOS Technologies, Inc.X-PRI (130025-10)ou équivalent
Pipette Pasteur en verrepêcheurRéférence 1367820Bou équivalent (10-15 mm de diamètre)
Laser portable 473 nmLasers à cristalRéférence : CL-473-050ou une puissance supérieure, avec l’option TTL
Stimulateur S48Astro-Med, Inc. Division des instruments d’herbeS48Kou équivalent
TricaïnesigmaA5040
Fibre optique de 200 μmThorLabsAFS200/220Y-PERSONNALISÉCordon de brassage, Longueur : 3 m, Extrémité A : FC/PC, Extrémité B : FC/PC, Gaine : FT030
Fibre optique 50 μmThorLabsAFS50/125Y-PERSONNALISÉCordon de brassage, Longueur : 3 m, Extrémité A : FC/PC, Extrémité B : FC/PC, Gaine : FT030
24 plaques de cultureGenesee25 à 102ou équivalent

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Mots-clés

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

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