Des essais pour détecter des structures réfléchissant les UV et de déterminer leur importance dans Maté préférence en utilisant la Sailfin Molly
14 septembre 2016
Ce protocole décrit l'utilisation de la spectrophotométrie pour détecter des structures ultraviolets réfléchissant sur les organismes (dans cet exemple, la sailfin molly Poecilia latipinna) et décrit les tests à choix dichotomiques pour les poissons qui permettent de faire des inférences sur le rôle des indices ultraviolets lors de la sélection des partenaires.
L'objectif général de la détection de la réflectance UV chez des poissons tels que Poecilia latipinna est de comprendre comment les structures réfléchissant l'UV pourraient influencer le comportement d'accouplement de l'espèce. Cette méthode peut nous aider à comprendre les préférences d'accouplement, par exemple si les indices UV sont importants, et dans l'affirmative, s'ils sont utilisés par les deux sexes. Le principal avantage de cette technique est qu'elle nous permet de détecter des indices qui pourraient ne pas être visibles pour nous, mais qui pourraient être très importants pour les poissons.
Pour ce protocole, étalonnez d'abord un spectrophotomètre et une source lumineuse par rapport à un standard blanc connu. La luminosité ambiante doit être faible avant tous les étalonnages. Étalonnez l'appareil à toutes les longueurs d'onde qui seront mesurées, y compris les longueurs d'onde UV comprises entre 300 et 400 nanomètres.
Maintenant, mettez des gants et anesthésiez le poisson dans une solution à 5 % de sel d'acide méthanesulfonique de l'éthyl 3-aminobenzoate, appelé MS222, tamponné avec une quantité égale de bicarbonate de sodium. Lorsque le poisson devient inerte, transférez-le immédiatement sur un fond noir non réfléchissant. Avant de prendre les mesures, baissez à nouveau l'éclairage de la pièce.
Pour enregistrer les données de réflectance, utilisez un logiciel d'analyse. Pour correspondre au paramètre indiqué ici, réglez le temps d'intégration sur 2000 secondes. Réglez le nombre moyen de balayages à deux et la valeur de lissage des pixels à cinq.
Mesurez maintenant la réflectance du poisson à l’aide d’une sonde à fibre optique. Tenez la sonde de manière à former un angle de 45 degrés entre les fibres optiques et le corps. Effectuez une moyenne de plusieurs analyses par région du corps.
Vérifiez la réflectance de plusieurs zones corporelles et observez les variations entre les individus. Une fois terminé, appliquez éventuellement un protecteur commercial pour restaurer le revêtement de mucus, puis remettez le poisson dans un bac de contention bien oxygéné. Une fois rétabli, le poisson présentera un battement normal de l'opercule et une nage habituelle.
Ce test utilise un réservoir à compartiments de choix équipé de filtres UV et opaques. Lorsque les cloisons en plexiglas sont retirées, un poisson placé dans le compartiment neutre peut percevoir une lumière à spectre complet ou une lumière sans UV grâce aux filtres situés dans différentes parties du réservoir. Pour P.latipinna, utilisez un aquarium d'essai de 75,7 litres.
Avant chaque test, s'assurer qu'aucune trace d'eau ni aucune piste olfactive n'est partagée entre les trois sections du réservoir. Utiliser des individus sexuellement réceptifs pour le test. Pour une femelle de P. latipinna, choisir des poissons dans les 48 heures suivant l'accouchement et utiliser des mâles ayant été isolés pendant au moins 24 heures.
Pour effectuer le test, transférez d'abord l'animal testé dans le compartiment neutre. Ensuite, choisissez deux partenaires sexuels potentiels qui se ressemblent le plus possible par leur taille, leur coloration et leurs caractéristiques de parade. La correspondance des couleurs peut être réalisée précisément à l’aide d’instruments ou approximativement à l’œil nu.
Maintenant, sous un éclairage à spectre complet, placer l’un des deux partenaires potentiels dans chacun des deux compartiments de choix. Les filtres opaques et UV ainsi que les séparations des compartiments doivent tous être en place. Laisser les animaux s’acclimater à cette condition pendant 15 minutes.
Pour chaque essai, attribuez au hasard le compartiment qui possède le filtre UV. Ensuite, retirez les couvercles opaques des séparateurs. Après 15 minutes, commencez à enregistrer à l’aide d’un chronomètre le temps que l’individu ciblé passe dans des zones de préférence spécifiques.
La zone située à moins de deux longueurs de corps d'un compartiment de choix constitue une zone de préférence. En alternative, utilisez un logiciel d'enregistrement d'événements. Enregistrez l'activité des poissons pendant 15 minutes.
Si le poisson ne visite pas chaque zone de préférence au moins une fois, considérez-le comme étant inapte et excluez-le des données de l'essai. La mesure de la réflectance UV de P.latipinna montre que les deux sexes possèdent des caractéristiques UV qui varient d'un individu à l'autre. Ces traits sont particulièrement marqués le long des flancs de leur corps.
Une fois les caractéristiques UV identifiées, le test de discrimination a révélé que les femelles, mais pas les mâles, utilisaient ces traits dans leurs décisions d'accouplement. Étant donné que les deux sexes possèdent des caractéristiques UV, il est possible qu'elles interviennent dans d'autres interactions sociales, telles que le regroupement en bancs ou la recherche de nourriture. Une fois maîtrisées, les techniques de mesure UV peuvent être réalisées en moins de deux heures.
Les essais de préférence de partenaire peuvent être réalisés en moins d'une heure pour chaque poisson. Lors de la réalisation de la procédure, il est important de s'assurer que les poissons sont réceptifs sur le plan reproductif. Après cette procédure, d'autres expériences visant à étudier le rôle des caractéristiques UV dans la reconnaissance individuelle ou spécifique pourraient être menées.
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Aperçu
Ce protocole décrit l'utilisation de la spectrophotométrie pour détecter les structures réfléchissant les ultraviolets chez les organismes, en particulier chez le mollé scaphirhynque Poecilia latipinna. Il présente des tests de choix dichotomiques pour les poissons, permettant de tirer des conclusions sur le rôle des indices ultraviolets lors de la sélection du partenaire.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Écologie comportementale
- Communication animale
Contexte
- La compréhension de la réflectance UV chez les poissons peut fournir des indices sur les comportements d'accouplement.
- Les signaux UV peuvent jouer un rôle important dans le choix du partenaire.
- La détection de la réflectance UV nécessite des techniques spécialisées.
- Les poissons peuvent percevoir des signaux invisibles à l'œil humain.
Objectif de l'étude
- Étudier l'impact des structures réfléchissant les ultraviolets sur le comportement d'accouplement.
- Déterminer si les indices ultraviolets sont importants pour le choix du partenaire chez Poecilia latipinna.
- Évaluer l'utilisation des indices ultraviolets par les deux sexes pendant l'accouplement.
Méthodes utilisées
- Étalonnage d'un spectrophotomètre et d'une source lumineuse selon un standard blanc connu.
- Mesure des longueurs d'onde UV comprises entre 300 et 400 nanomètres.
- Réalisation de tests de choix dichotomique avec des poissons.
- Observation des préférences d'accouplement fondées sur des indices UV.
Résultats principaux
- Identification de structures réfléchissant les ultraviolets chez Poecilia latipinna.
- Preuves que les indices ultraviolets influencent le choix du partenaire.
- Les résultats suggèrent que les deux sexes pourraient utiliser des indices ultraviolets.
- Démonstration de l'efficacité de la spectrophotométrie en recherche biologique.
Conclusions
- La réflectance UV joue un rôle crucial dans le comportement d'accouplement de Poecilia latipinna.
- La compréhension de ces signaux peut améliorer les connaissances sur la communication chez les poissons.
- Les méthodes décrites peuvent être appliquées à d'autres espèces pour des études similaires.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La compréhension des indices sensoriels non visuels, tels que la réflectance UV, élargit la validation des cibles en neurosciences comportementales en révélant des voies mécanistiquement pertinentes dans la prise de décision sociale. Cet essai permet le criblage phénotypique de comportements dépendants des indices sensoriels, soutenant une dé-risquisation mécanistique dans les modèles précliniques où la perception sensorielle influence la réponse thérapeutique. La méthode fournit des résultats quantitatifs et reproductibles qui améliorent la confiance prédictive dans les études d'engagement des cibles impliquant des circuits neuronaux régissant le choix du partenaire et l'affiliation sociale.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Interroge des hypothèses thérapeutiques concernant les comportements induits par les stimuli sensoriels en isolant la réflectance UV comme variable biologique mesurable.
- Valeur opérationnelle : Permet la réduction des risques biologiques grâce à une détection normalisée des structures réfléchissant l'UV chez les individus et selon les sexes.
- Valeur prédictive : Aide au tri des projets en déterminant si les indices UV influencent de manière significative les décisions d'accouplement chez les femelles de molly à voile.
Élaboration de tests et criblage
- Valeur scientifique : Prépare des systèmes biologiques validés pour des procédures ultérieures en confirmant la présence et la variabilité du caractère UV selon les régions du corps.
- Valeur opérationnelle : Assure la standardisation du test grâce à l'étalonnage du spectrophotomètre aux longueurs d'onde UV (300–400 nm) et à un positionnement reproductible de la sonde à fibre optique à 45 degrés.
- Extensibilité : Met en évidence la préparation au criblage et la réutilisation de la plateforme, avec une mesure UV réalisée en moins de deux heures par poisson.
Recherche translationnelle et préclinique
- Continuité translationnelle : Aborde la pertinence pathologique en reliant le choix de partenaire médié par les UV aux interactions sociales plus larges telles que le rassemblement en bancs ou l'alimentation, indiquant un rôle potentiel dans la reconnaissance des espèces.
- Avancement ajusté au risque : Décrit la continuité allant de la découverte à la validation préclinique en montrant que les caractéristiques UV sont présentes chez les deux sexes mais n'ont une pertinence comportementale que chez les femelles, ce qui éclaire la modélisation des réponses spécifiques au sexe.
- Réduction du risque mécanistique : Met l'accent sur la valeur prédictive de réduction du risque en démontrant comment la manipulation des indices sensoriels (filtres bloquant les UV) modifie la réponse comportementale dans des tests de choix dichotomique.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Place la méthode dans le continuum de la découverte, allant de la phase de découverte précoce à l'identification de composés candidats, en soutenant la vérification d'hypothèses sur les voies sensorielles et le phénotypage comportemental avant le criblage de composés.
- Biologie de la découverte : Explique comment la méthode permet de tester des hypothèses en quantifiant la variation de la réflectance UV et en l'associant à des zones de préférence sexuelle définies comme étant à moins de deux longueurs corporelles d'un compartiment de choix.
- Dépistage : Décrit la préparation du test par une conception en essai de choix binaire utilisant des filtres UV et opaques dans un aquarium de 75,7 litres, permettant une évaluation fiable d'agents modulant les fonctions sensorielles.
- Analytique : Met en évidence des mesures telles que le temps passé dans les zones de préférence, enregistré à l’aide d’un chronomètre ou d’un logiciel d’enregistrement d’événements, fournissant des données quantitatives pour comparer différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Établit un lien entre la méthode et la continuité préclinique en montrant que les caractéristiques UV pourraient sous-tendre la reconnaissance individuelle ou spécifique, suggérant un potentiel d’alignement avec des biomarqueurs dans les modèles de comportement social.
- Réutilisation en entreprise : Présente la méthode comme une capacité réutilisable plutôt que comme une technique à usage unique, applicable à diverses espèces de poissons pour la détection des indices UV et la standardisation des tests comportementaux.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Confiance prédictive, validation des cibles, réduction de l'ambiguïté mécanistique dans les comportements induits par les stimuli sensoriels.
- Valeur opérationnelle : Normalisation, reproductibilité et évolutivité des mesures de réflectance UV et des tests de préférence de partenaire.
- Valeur stratégique : Meilleures décisions d'aller/non-aller, efficacité du capital et réduction des risques biologiques en phase avancée grâce à l'identification précoce de l'utilisation de signaux spécifiques aux sexes.
- Impact sur le portefeuille : Priorisation et prise de décisions d'avancement ajustées au risque, selon que les indices UV influencent ou non de manière significative le choix du partenaire dans les populations cibles.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Expertise scientifique requise en spectrophotométrie, manipulation des poissons et protocoles d'observation comportementale.
- Besoins en instrumentation et infrastructure analytique, notamment un spectrophotomètre calibré entre 300 et 400 nm, une sonde à fibre optique, de l'anesthésique MS222 et un réservoir à compartiments avec filtres UV et opaques.
- Exigences de standardisation entre équipes pour les protocoles d'anesthésie (MS222 à 5 % tamponné au bicarbonate de sodium), les conditions d'éclairage et la définition des zones de préférence.
- Considérations d'adaptation selon les systèmes modèles, incluant la localisation des caractères UV propres à chaque espèce et le choix d'individus sexuellement réceptifs (femelles dans les 48 heures suivant l'accouchement, mâles isolés pendant 24 heures).
- Limites pratiques appuyées par les données de la source : les poissons doivent présenter une réponse reproductive ; l'absence de visite dans chaque zone de préférence au moins une fois entraîne l'exclusion des données de l'essai.
