4.6: Manutenzione e allevamento di zebrafish

Un corretto allevamento è essenziale per il successo degli esperimenti eseguiti sul pesce zebra. Una qualità ottimale dell'acqua favorisce la salute dei pesci e la riproducibilità sperimentale. Inoltre, la produzione di uova di pesce zebra dipende fortemente da una corretta alimentazione. Questo video descrive come i pesci vengono alloggiati e nutriti in laboratorio, suggerimenti su come maneggiare e gestire gli stock e uno sguardo su come l'ambiente del pesce zebra viene manipolato negli esperimenti biologici.

Cominciamo con l'esaminare le basi dell'habitat dei pesci.

Il pesce zebra selvatico proviene dalle acque dolci dell'Himalaya. In questo clima, i pesci trascorrono la maggior parte delle loro giornate crogiolandosi in specchi d'acqua dolce che si muovono lentamente.

Come viene ricreato questo paradiso in laboratorio? Partiamo dalla parte più importante: l'acqua. Sebbene l'acqua dolce possa sembrare facile da ottenere, l'acqua del rubinetto è tossica per il pesce zebra a causa del cloro e dei potenziali contaminanti. Pertanto, l'acqua dell'acquario deve essere fatta passare attraverso un sistema di purificazione, come un'unità di osmosi inversa. I sali e i tamponi di pH vengono quindi aggiunti nuovamente all'acqua purificata per ottimizzare la salinità e il pH.

Per massimizzare l'efficienza sperimentale, molti pesci vengono mantenuti in una quantità limitata di acqua. I rifiuti si accumulano rapidamente con tutti quei pesci che nuotano intorno, rendendo essenziale il cambio dell'acqua. Questa necessità crea un'elevata domanda di acqua, quindi gli impianti ittici utilizzano un sistema di ricircolo per ridurre al minimo l'uso di acqua. L'acqua sporca viene filtrata e sterilizzata mediante trattamento UV prima di rifluire nel sistema.

I pesci zebra sono tenuti in vasche specializzate, disponibili in diverse dimensioni. Le vasche sono coperte per ridurre l'evaporazione e prevenire la fuga dei pesci. Per consentire l'integrazione del serbatoio nel sistema, il coperchio è dotato di fori attraverso i quali scorre costantemente l'acqua pulita. Il livello dell'acqua rimane stabile grazie a una porta di troppo pieno sul retro della vasca, che è coperta da un deflettore con piccoli fori che permettono all'acqua sporca, ma non ai pesci, di fuoriuscire.

Nonostante il ricambio d'acqua, le alghe e i rifiuti solidi possono ancora accumularsi nelle vasche, quindi devono essere pulite regolarmente.

Anche il controllo ambientale negli impianti ittici è estremamente importante. La temperatura viene mantenuta vicino a 28 ? C, o 80 ?F. Per mantenere gli animali? Ritmo circadiano, le luci sono controllate su un ciclo con 14 ore di luce e 10 ore di buio.

Ora che abbiamo esaminato le condizioni di stabulazione dei pesci zebra, parliamo della loro dieta.

Nel loro habitat naturale, i pesci zebra consumano in gran parte zooplancton e insetti. Questa dieta viene ricreata in laboratorio da una combinazione di cibo secco e piccoli organismi. I pesci larvali e giovani prosperano su microrganismi vivi come i parameci, mentre i pesci adulti sono spesso nutriti con polveri disponibili in commercio e piccoli crostacei noti come artemia salina.

Queste creature sono particolarmente adatte alla preparazione in laboratorio, perché le loro uova possono essere conservate come cisti dormienti a temperatura ambiente. Per preparare i gamberi al consumo, i loro gusci esterni duri vengono rimossi mediante trattamento con candeggina. Successivamente, le uova decapsulate vengono lavate accuratamente. Le uova vengono poi trasferite in una torre aerata per consentire la crescita in acqua salata per circa un giorno. Infine, i gamberi nati vengono raccolti e sciacquati in un colino a rete e poi messi in biberon per l'alimentazione. I pesci vengono generalmente nutriti 2-3 volte al giorno, alternando mangimi vivi e secchi, e il flusso d'acqua viene interrotto durante questo periodo in modo che il cibo non galleggi via prima di essere mangiato.

Ora che sai come alloggiare e nutrire i pesci, è il momento di imparare a lavorare e tenere traccia dei tuoi stock ittici.

Le strutture ittiche da laboratorio ospitano molti tipi diversi di zebrafish, dai ceppi wildtype ai pesci i cui genomi sono stati modificati con mutazioni puntiformi dirompenti e transgeni inseriti. Per tenere traccia di tutti questi pesci, gli animali con un background genetico simile vengono tenuti insieme in vasche etichettate. Le etichette delle vasche devono contenere informazioni identificative approfondite, tra cui il genotipo del pesce e la data di nascita.

La fertilità del pesce zebra inizia a diminuire dopo il primo anno di vita, quindi gli stock dovrebbero essere riforniti ogni anno. I pesci zebra non sopravvivono bene come ceppi completamente consanguinei, quindi la diversità genetica deve essere mantenuta raccogliendo la progenie da incroci di pesci non imparentati, o "outcross".

Quando si incrociano linee transgeniche o mutanti, la progenie portatrice della modificazione genetica desiderata deve essere identificata mediante l'espressione del fluoroforo o la genotipizzazione. Per genotipizzare, prima anestetizzare il pesce in tricaina. Quindi, taglia un piccolo pezzo della pinna caudale come fonte di DNA.

Infine, isolare il DNA dal campione di coda e utilizzarlo per l'analisi PCR per identificare sequenze specifiche. In attesa dei risultati, tenete ogni pesce nella sua piccola vasca etichettata con un identificatore.

Ora che abbiamo esaminato le condizioni standard di allevamento del pesce, diamo un'occhiata ad alcuni modi in cui questi standard vengono manipolati per studiare i processi biologici.

La temperatura dell'acqua del sistema può influenzare profondamente la salute del pesce zebra. Per creare un modello di diabete mellito, questi ricercatori trattano i pesci con la tossina pancreatica, la streptozocina, e li ospitano in vasche con temperatura dell'acqua ridotta. I pesci diabetici mostrano fenotipi attesi, come danni ai reni e agli occhi, nonché una ridotta rigenerazione della pinna caudale, e possono essere utilizzati per esaminare la biologia del diabete.

I sistemi di serbatoi possono anche essere modificati per scopi sperimentali specifici. Gli studi sul comportamento di nuoto nei pesci possono essere utilizzati come lettura di ansia, aggressività o comportamenti sociali. Qui, il tracciamento video viene utilizzato per analizzare la differenza nel comportamento di nuoto tra i pesci non trattati e quelli trattati con un farmaco neuroattivo. Studi come questi aiutano a far progredire la nostra comprensione delle neuroscienze e possono essere uno strumento per la scoperta di farmaci.

Anche le condizioni di luce alterate possono influenzare il pesce zebra. Il trattamento con luce intensa può anche essere utilizzato per ablare le cellule sensibili alla luce della retina. Questi pesci hanno la capacità di riparare il tessuto retinico danneggiato attraverso la proliferazione cellulare, che è di notevole interesse per gli scienziati che studiano la degenerazione retinica nelle persone.

Hai appena visto il video di JoVE sulla manutenzione e l'allevamento del pesce zebra. Abbiamo esaminato gli elementi essenziali di come i pesci vengono ospitati, nutriti e gestiti in laboratorio. Grazie per l'attenzione!