Le poisson-zèbre (Danio rerio) est un système modèle vertébré puissant pour l’étude du développement, de la modélisation de maladies et de la recherche de nouveaux traitements. Grâce à leur petite taille, un grand nombre de poissons-zèbres peuvent être logés au laboratoire à coût faible. Bien que les poissons-zèbres soient relativement faciles à entretenir, une attention particulière doit être donnée au régime alimentaire et à la qualité de l’eau en vue d’optimiser la santé des poissons et le succès de leur reproduction.
Cette vidéo fournit un aperçu de l’élevage et de l’entretien du poisson-zèbre au labo. Après un bref rappel sur l’habitat naturel du poisson-zèbre, les techniques essentielles pour recréer cet environnement au labo sont présentées, incluant les éléments clés des systèmes de recirculation d’eau des installations de poissons et la préparation des crevettes de saumure comme part du régime alimentaire des poissons-zèbres. De plus, la présentation inclut des informations sur comment des souches spécifiques de poissons-zèbres sont suivies dans le cadre du laboratoire, avec des références spécifiques à la collecte d’échantillons de nageoire caudale pour l’extraction d’ADN afin d’obtenir le génotype. Finalement, des modifications expérimentales de l’environnement du poisson-zèbre sont présentées comme des moyens pour améliorer notre compréhension de ces poissons, et par la suite, de nous-mêmes.
Un bon élevage est essentiel au succès des expériences réalisées sur les poissons-zèbres. Une qualité optimale de l’eau promeut la santé des poissons et une reproductibilité expérimentale. De plus, la production d’œufs de poissons-zèbres est hautement dépendante d’une alimentation correcte. Cette vidéo décrit comment les poissons sont logés et nourris au labo, des conseils sur le maintien et la gestion des stocks et un bref coup d’œil à comment l’environnement des poissons-zèbres est manipulé dans les expériences biologiques
Commençons par passer en revue les bases de l’habitat naturel des poissons.
Les poissons-zèbres sauvages sont originaires des eaux douces de l’Himalaya. Dans ce climat, les poissons passent la plupart de leur temps à se prélasser parmi les corps lents d’eau douce.
Comment ce paradis est-il recréé au labo ? Commençons avec la partie la plus importante : l’eau. Même si l’eau douce semble facile à obtenir, l’eau du robinet est toxique pour les poissons-zèbres à cause du chlore et des polluants potentiels. Par conséquent, l’eau d’aquarium doit être passée à travers un système de purification, comme une unité à osmose inverse. Des tampons de sels et de pH sont ajoutés par après à l’eau purifiée pour optimiser la salinité et le pH.
Pour maximaliser l’efficacité expérimentale, de nombreux poissons sont logés dans une quantité d’eau limitée. La saleté s’accumule rapidement avec tous ces poissons, rendant le renouvellement d’eau indispensable. Ce besoin crée une haute demande en eau, les installations de poissons utilisent donc un système de recirculation pour minimiser l’eau utilisée. L’eau sale est filtrée et stérilisée par traitement UV avant de retourner dans le système.
Les poissons-zèbres sont placés dans des cuves spéciales qui existent en plusieurs tailles. Les cuves sont couvertes pour réduire l’évaporation et empêcher les poissons de s’échapper. Pour permettre à la cuve de s’intégrer au système, le couvercle a des trous au travers desquels l’eau propre coule constamment. Le niveau d’eau reste stable grâce à un orifice de trop plein à l’arrière de la cuve, qui est protégé par une cloison avec de petits trous qui permet à l’eau sale, mais pas aux poissons, de sortir.
Malgré l’échange d’eau, des algues et des déchets solides peuvent tout de même se former dans les cuves, de ce fait elles ont besoin d’être nettoyées régulièrement.
Le contrôle des paramètres environnementaux dans les installations de poissons est aussi extrêmement important. La température est maintenue proche de 28°C, ou 80°F. Pour maintenir le rythme circadien des animaux, la lumière est contrôlée en cycle avec 14 heures de lumière et 10 heures d’obscurité.
Maintenant que nous avons vus les conditions d’hébergement des poissons-zèbres, parlons de leur régime alimentaire.
Dans leur habitat naturel, les poissons-zèbres consomment en grande partie du zooplancton et des insectes. Ce régime est recréé au labo par la combinaison de nourriture séchée et de petits organismes. Les larves ou les jeunes poissons grandissent bien avec des microorganismes vivants comme la paramécie, alors que les poissons adultes sont souvent nourris avec des poudres disponibles en commerce et des petits crustacés appelés crevettes de saumure.
Ces bestioles sont particulièrement disposées à la préparation en laboratoire, car leurs œufs peuvent être entreposés comme kystes dormants à température ambiante. Pour préparer les crevettes pour le repas, leurs carapaces sont retirées par traitement à la javel. Ensuite, les œufs désencapsulés sont lavés minutieusement. Les œufs sont alors transférés dans une colonne aérée pour permettre leur croissance en eau salée pendant environ un jour. Enfin, les crevettes écloses sont collectées et rincées dans une passoire et après mises en bouteilles pour le repas. Les poissons sont généralement nourris 2 à 3 fois par jour, en alternant nourriture vivante et sèche, et le flux d’eau est coupé lors de cette période de manière à ce que la nourriture ne s’en aille pas avant d’être mangée.
Maintenant que vous savez comment héberger et nourrir les poissons, il est temps d’apprendre comment travailler avec eux et comment suivre votre stock de poissons.
Les installations de laboratoire hébergent beaucoup de types différents de poissons-zèbres, des souches sauvages aux poissons dont les génomes ont été modifiés avec des mutations perturbatrices et des transgènes insérés. Pour suivre tous ces poissons, les animaux avec le même background génétique sont placés ensembles dans des cuves labélisées. Les labels des cuves renseignent une information d’identification rigoureuse, incluant le génotype du poisson et sa date de naissance.
La fertilité des poissons-zèbres commence à diminuer après la première année de vie, par conséquent les stocks doivent être remplis à nouveau chaque année. Les poissons-zèbres issus de souches consanguines ne survivent pas bien, la diversité génétique doit donc être maintenue en collectant la progéniture de croisements de poissons sans lien de parenté, ou « outcrosses » .
Lors du croisement de lignes transgéniques ou mutantes, la progéniture portant la modification génétique désirée doit être identifiée par une expression fluorophore ou par son génotype. Pour connaitre le génotype, anesthésiez d’abord le poisson dans de la tricaine. Ensuite coupez une petite partie de la nageoire caudale comme source d’ADN.
Enfin, isolez l’ADN de l’échantillon de nageoire et utilisez le pour une analyse PCR pour identifier les séquences spécifiques. En attendant les résultats, gardez chaque poisson dans sa propre petite cuve labélisée avec un identifiant.
Maintenant que nous avons passé en revue les conditions standard d’élevage de poissons, regardons plusieurs moyens pour manipuler ces conditions en vue d’étudier les procédés biologiques.
La température de l’eau peut profondément affecter la santé du poisson-zèbre. Pour créer un modèle de diabète sucré, ces chercheurs traitent les poissons avec la toxine pancréatique, streptozocine, et les logent dans des cuves dont la température de l’eau est réduite. Les poissons diabétiques montrent les phénotypes attendus, tels que des dégâts aux reins et aux yeux, ainsi qu’une régénération de la nageoire caudale réduite, et peuvent être utilisés pour examiner la biologie du diabète.
Les cuves peuvent aussi être modifiées pour des objectifs expérimentaux spécifiques. Les études du comportement natatoire des poissons peuvent être utilisées comme mesure des comportements d’anxiété, d’agression ou sociaux. Ici, le suivi par vidéo est utilisé pour analyser la différence de comportement natatoire entre des poissons non traités et ceux traités avec des médicaments neuroactifs. Les études comme celle là aident à faire avancer notre compréhension des neurosciences et peuvent être un outil pour la découverte de médicaments.
La modification des conditions lumineuses peut aussi affecter les poissons-zèbres. Un traitement sous lumière intense peut être utilisé pour supprimer les cellules de détection de lumière de la rétine. Ces poissons ont la capacité de réparer les tissus rétiniens endommagés par la prolifération de cellules, ce qui est d’un intérêt significatif pour les chercheurs en dégénérescence rétinienne chez l’humain.
Vous venez de regarder la vidéo de JoVE sur l’entretien et l’élevage des poissons-zèbres. Nous avons passé en revue l’essentiel de comment ces poissons sont hébergés, nourris et gérés au laboratoire. Merci de nous avoir regardé !
Un bon élevage est essentiel au succès des expériences réalisées sur le poisson-zèbre. Une qualité optimale de l’eau favorise la santé des poissons et la reproductibilité expérimentale. De plus, la production d’œufs de poisson-zèbre dépend fortement d’une bonne nutrition. Cette vidéo décrit comment les poissons sont logés et nourris en laboratoire, des conseils sur la manipulation et la gestion des stocks, et un aperçu de la façon dont l’environnement du poisson-zèbre est manipulé dans les expériences biologiques.
Commençons par passer en revue les bases de l’habitat du poisson.
Le poisson-zèbre sauvage est originaire des eaux douces de l’Himalaya. Dans ce climat, les poissons passent la plupart de leurs journées à se prélasser dans des étendues d’eau douce qui se déplacent lentement.
Comment ce paradis est-il recréé en laboratoire ? Commençons par la partie la plus importante : l’eau. Bien que l’eau douce puisse sembler facile à obtenir, l’eau du robinet est toxique pour le poisson-zèbre en raison du chlore et des contaminants potentiels. Par conséquent, l’eau de l’aquarium doit passer à travers un système de purification, tel qu’une unité d’osmose inverse. Des sels et des tampons de pH sont ensuite rajoutés à l’eau purifiée pour optimiser la salinité et le pH.
Pour maximiser l’efficacité expérimentale, de nombreux poissons sont maintenus dans une quantité limitée d’eau. Les déchets s’accumulent rapidement avec tous ces poissons qui nagent autour, ce qui rend le changement d’eau essentiel. Ce besoin crée une forte demande en eau, de sorte que les installations piscicoles utilisent un système de recirculation pour minimiser la consommation d’eau. L’eau sale est filtrée et stérilisée par traitement UV avant de retourner dans le système.
Les poissons-zèbres sont gardés dans des réservoirs spécialisés, qui sont disponibles en plusieurs tailles. Les bassins sont couverts pour réduire l’évaporation et empêcher les poissons de s’échapper. Pour permettre au réservoir de s’intégrer dans le système, le couvercle comporte des trous par lesquels de l’eau propre s’écoule constamment. Le niveau de l’eau reste stable grâce à un orifice de trop-plein à l’arrière du réservoir, qui est recouvert d’un déflecteur avec de petits trous qui permettent à l’eau sale, mais pas aux poissons, de s’écouler.
Malgré l’échange d’eau, les algues et les déchets solides peuvent encore s’accumuler dans les réservoirs, ils doivent donc être nettoyés régulièrement.
Le contrôle de l’environnement dans les installations piscicoles est également extrêmement important. La température est maintenue près de 28 °C C, ou 80 ?F. Pour entretenir les animaux ? rythme circadien, les lumières sont contrôlées sur un cycle avec 14 heures de lumière et 10 heures d’obscurité.
Maintenant que nous avons passé en revue les conditions de logement des poissons-zèbres, parlons de leur régime alimentaire.
Dans leur habitat naturel, les poissons-zèbres consomment en grande partie du zooplancton et des insectes. Ce régime est recréé en laboratoire par une combinaison d’aliments secs et de petits organismes. Les larves et les juvéniles se nourrissent de micro-organismes vivants comme la paramécie, tandis que les poissons adultes sont souvent nourris avec des poudres disponibles dans le commerce et de petits crustacés connus sous le nom d’artémias.
Ces bestioles se prêtent particulièrement à une préparation en laboratoire, car leurs œufs peuvent être stockés sous forme de kystes dormants à température ambiante. Pour préparer les crevettes à la consommation, leurs carapaces extérieures dures sont enlevées par un traitement à l’eau de Javel. Ensuite, les œufs décapsulés sont soigneusement lavés. Les œufs sont ensuite transférés dans une tour aérée pour permettre la croissance dans l’eau salée pendant environ une journée. Enfin, les crevettes écloses sont collectées et rincées dans une passoire à mailles, puis mises dans des bouteilles pour être nourries. Les poissons sont généralement nourris 2 à 3 fois par jour, en alternant aliments vivants et secs, et le débit d’eau est coupé pendant cette période afin que la nourriture ne flotte pas avant d’être consommée.
Maintenant que vous savez comment héberger et nourrir les poissons, il est temps d’apprendre à travailler avec vos stocks de poissons et à en faire le suivi.
Les installations piscicoles de laboratoire abritent de nombreux types différents de poissons-zèbres, des souches de type sauvage aux poissons dont le génome a été modifié avec des mutations ponctuelles perturbatrices et des transgènes insérés. Pour garder une trace de tous ces poissons, des animaux ayant des antécédents génétiques similaires sont gardés ensemble dans des bassins étiquetés. Les étiquettes des réservoirs doivent contenir des renseignements d’identification complets, y compris le génotype et la date de naissance du poisson.
La fertilité du poisson-zèbre commence à décliner après la première année de vie, de sorte que les stocks doivent être reconstitués chaque année. Les poissons-zèbres ne survivent pas bien en tant que souches entièrement consanguines, de sorte que la diversité génétique doit être maintenue en recueillant une descendance à partir de croisements de poissons non apparentés, ou « croisements ».
Lors du croisement de lignées transgéniques ou mutantes, la descendance porteuse de la modification génétique souhaitée doit être identifiée par expression de fluorophores ou génotypage. Pour génotyper, anesthésie d’abord le poisson dans la tricaïne. Ensuite, coupez un petit morceau de la nageoire caudale comme source d’ADN.
Enfin, isolez l’ADN de l’échantillon de queue et utilisez-le pour l’analyse PCR afin d’identifier des séquences spécifiques. En attendant les résultats, gardez chaque poisson dans son propre petit aquarium étiqueté avec un identifiant.
Maintenant que nous avons passé en revue les conditions standard d’élevage des poissons, examinons certaines façons dont ces normes sont manipulées pour étudier les processus biologiques.
La température de l’eau du système peut profondément affecter la santé du poisson-zèbre. Pour créer un modèle de diabète sucré, ces chercheurs traitent les poissons avec la toxine pancréatique, la streptozocine, et les logent dans des bassins à température réduite de l’eau. Les poissons diabétiques présentent des phénotypes attendus, tels que des lésions rénales et oculaires, ainsi qu’une régénération réduite de la nageoire caudale, et peuvent être utilisés pour examiner la biologie du diabète.
Les systèmes de réservoirs peuvent également être modifiés à des fins expérimentales spécifiques. Les études du comportement de nage chez les poissons peuvent être utilisées comme lecture de l’anxiété, de l’agressivité ou des comportements sociaux. Ici, le suivi vidéo est utilisé pour analyser la différence de comportement de nage entre les poissons non traités et ceux traités avec un médicament neuroactif. Des études comme celles-ci contribuent à faire progresser notre compréhension des neurosciences et peuvent être un outil pour la découverte de médicaments.
Des conditions de lumière modifiées peuvent également affecter le poisson-zèbre. Un traitement à la lumière intense peut même être utilisé pour enlever les cellules photosensibles de la rétine. Ces poissons ont la capacité de réparer les tissus rétiniens endommagés par la prolifération cellulaire, ce qui est d’un intérêt considérable pour les scientifiques qui étudient la dégénérescence rétinienne chez l’homme.
Vous venez de regarder la vidéo de JoVE sur l’entretien et l’élevage du poisson-zèbre. Nous avons passé en revue l’essentiel de la façon dont les poissons sont logés, nourris et gérés en laboratoire. Merci d’avoir regardé !
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