Name: Piccoli pesci, grandi domande: una raccolta di tecniche moderne per la ricerca messicana sui tetra (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-24T00:00:00.000+00:00
Duration: 2 s
Description: Scopri tecniche moderne per la ricerca su Astyanax mexicanus, inclusi manipolazione genica, raccolta di gameti, tracciamento comportamentale e imaging neuromasto. Questi protocolli supportano studi di biologia dello sviluppo e neuroscienza.

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Gli autori riconoscono il finanziamento da parte del National Institutes of Health (NH089934, DK108495). F. Leal e A. Powers sono riconosciuti per la revisione.

<ol><li>Mitchell, R. W., Russel, W. H., Elliot, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mexican+eyeless+characin+fishes%2C+Genus+Astyanax%3A+Environment%2C+Distribution%2C+and+Evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Special+Publications%2C+the+Museum+Texas+Tech+University%22%5BJournal%5D)">Mexican eyeless characin fishes, Genus Astyanax: Environment, Distribution, and Evolution.</a> Special Publications, the Museum Texas Tech University. 12, (1977).</li>
<li>Elliott, W. R. Cave Exploration and Mapping in the Sierra de El Abra Region. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aElliott%2C+WR+%22Biology+and+Evolution+of+the+Mexican+Cavefish%22">Biology and Evolution of the Mexican Cavefish</a>. , 9-40 (2015).</li>
<li>Herman, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+gene+flow+in+rapid+and+repeated+evolution+of+cave-related+traits+in+Mexican+tetra%2C+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Ecology%22%5BJournal%5D)">The role of gene flow in rapid and repeated evolution of cave-related traits in Mexican tetra, Astyanax mexicanus.</a> Molecular Ecology. 27, 4397-4416 (2018).</li>
<li>Rohner, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cryptic+variation+in+morphological+evolution%3A+HSP90+as+a+capacitor+for+loss+of+eyes+in+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Science+%2880%29%22%5BJournal%5D)">Cryptic variation in morphological evolution: HSP90 as a capacitor for loss of eyes in cavefish.</a> Science (80). 342, 1372-1375 (2013).</li>
<li>McGaugh, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cavefish+genome+reveals+candidate+genes+for+eye+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">The cavefish genome reveals candidate genes for eye loss.</a> Nature Communications. 5, (2014).</li>
<li>Lyon, A., Powers, A. K., Gross, J. B., O'Quin, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+-+Three+loci+control+scleral+ossicle+formation+via+epistasis+in+the+cavefish+astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Two - Three loci control scleral ossicle formation via epistasis in the cavefish astyanax mexicanus.</a> PLoS One. 12, (2017).</li>
<li>Atukorala, A. D. S., Franz-Odendaal, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+linkage+between+altered+tooth+and+eye+development+in+lens-ablated+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Genetic linkage between altered tooth and eye development in lens-ablated Astyanax mexicanus.</a> Developmental Biology. , (2018).</li>
<li>Gore, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+epigenetic+mechanism+for+cavefish+eye+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Ecology+%26+Evolution%22%5BJournal%5D)">An epigenetic mechanism for cavefish eye degeneration.</a> Nature Ecology & Evolution. 2, 1155-1160 (2018).</li>
<li>Sumner-Rooney, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+kingdom+of+the+blind%3A+disentangling+fundamental+drivers+in+the+evolution+of+eye+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Integrative+and+Comparative+Biology%22%5BJournal%5D)">The kingdom of the blind: disentangling fundamental drivers in the evolution of eye loss.</a> Integrative and Comparative Biology. , (2018).</li>
<li>Protas, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+analysis+of+cavefish+reveals+molecular+convergence+in+the+evolution+of+albinism%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Genetics%22%5BJournal%5D)">Genetic analysis of cavefish reveals molecular convergence in the evolution of albinism.</a> Nature Genetics. 38, 107-111 (2006).</li>
<li>Protas, M., Conrad, M., Gross, J. B., Tabin, C., Borowsky, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regressive+Evolution+in+the+Mexican+Cave+Tetra%2C+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Regressive Evolution in the Mexican Cave Tetra, Astyanax mexicanus.</a> Current Biology. 17, 452-454 (2007).</li>
<li>Protas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-trait+evolution+in+a+cave+fish%2C+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution+%26+Development%22%5BJournal%5D)">Multi-trait evolution in a cave fish, Astyanax mexicanus.</a> Evolution & Development. 10, 196-209 (2008).</li>
<li>Stahl, B. A., Gross, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alterations+in+Mc1r+gene+expression+are+associated+with+regressive+pigmentation+in+Astyanax+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Development+Genes+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">Alterations in Mc1r gene expression are associated with regressive pigmentation in Astyanax cavefish.</a> Development Genes and Evolution. 225, 367-375 (2015).</li>
<li>McCauley, D. W., Hixon, E., Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+pigment+cell+regression+in+the+cavefish+Astyanax%3A+A+late+step+in+melanogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution+%26+Development%22%5BJournal%5D)">Evolution of pigment cell regression in the cavefish Astyanax: A late step in melanogenesis.</a> Evolution & Development. 6, 209-218 (2004).</li>
<li>Duboué, E. R., Keene, A. C., Borowsky, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolutionary+convergence+on+sleep+loss+in+cavefish+populations%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Evolutionary convergence on sleep loss in cavefish populations.</a> Current Biology. 21, 671-676 (2011).</li>
<li>Yoshizawa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+genetic+architecture+underlies+the+emergence+of+sleep+loss+and+prey-seeking+behavior+in+the+Mexican+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biology%22%5BJournal%5D)">Distinct genetic architecture underlies the emergence of sleep loss and prey-seeking behavior in the Mexican cavefish.</a> BMC Biology. 13, 15(2015).</li>
<li>Jaggard, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+lateral+line+confers+evolutionarily+derived+sleep+loss+in+the+Mexican+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">The lateral line confers evolutionarily derived sleep loss in the Mexican cavefish.</a> Journal of Experimental Biology. 220, 284-293 (2017).</li>
<li>Jaggard, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypocretin+underlies+the+evolution+of+sleep+loss+in+the+Mexican+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Hypocretin underlies the evolution of sleep loss in the Mexican cavefish.</a> Elife. 7, (2018).</li>
<li>Duboué, E. R., Borowsky, R. L., Keene, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%CE%B2-adrenergic+signaling+regulates+evolutionarily+derived+sleep+loss+in+the+mexican+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%2C+Behavior+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">β-adrenergic signaling regulates evolutionarily derived sleep loss in the mexican cavefish.</a> Brain, Behavior and Evolution. 80, 233-243 (2012).</li>
<li>Aspiras, A. C., Rohner, N., Martineau, B., Borowsky, R. L., Tabin, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Melanocortin+4+receptor+mutations+contribute+to+the+adaptation+of+cavefish+to+nutrient-poor+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Melanocortin 4 receptor mutations contribute to the adaptation of cavefish to nutrient-poor conditions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112, 9668-9673 (2015).</li>
<li>Riddle, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insulin+resistance+in+cavefish+as+an+adaptation+to+a+nutrient-limited+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Insulin resistance in cavefish as an adaptation to a nutrient-limited environment.</a> Nature. 555, 647-651 (2018).</li>
<li>Xiong, S., Krishnan, J., Peuß, R., Rohner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+adipogenesis+contributes+to+excess+fat+accumulation+in+cave+populations+of+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Early adipogenesis contributes to excess fat accumulation in cave populations of Astyanax mexicanus.</a> Developmental Biology. , (2018).</li>
<li>Yoshizawa, M., Gorički, Š, Soares, D., Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+a+behavioral+shift+mediated+by+superficial+neuromasts+helps+cavefish+find+food+in+darkness%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Evolution of a behavioral shift mediated by superficial neuromasts helps cavefish find food in darkness.</a> Current Biology. 20, 1631-1636 (2010).</li>
<li>Franz-Odendaal, T. A., Hall, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modularity+and+sense+organs+in+the+blind+cavefish%2C+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution+and+Development%22%5BJournal%5D)">Modularity and sense organs in the blind cavefish, Astyanax mexicanus.</a> Evolution and Development. 8, 94-100 (2006).</li>
<li>Hinaux, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+evolution+in+blind+cavefish+is+driven+by+early+embryonic+events+during+gastrulation+and+neurulation%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Sensory evolution in blind cavefish is driven by early embryonic events during gastrulation and neurulation.</a> Development. 143, 4521-4532 (2016).</li>
<li>Blin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+evolution+and+developmental+plasticity+of+the+olfactory+epithelium+and+olfactory+skills+in+Mexican+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Developmental evolution and developmental plasticity of the olfactory epithelium and olfactory skills in Mexican cavefish.</a> Developmental Biology. , (2018).</li>
<li>Lloyd, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolutionary+shift+towards+lateral+line+dependent+prey+capture+behavior+in+the+blind+Mexican+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Evolutionary shift towards lateral line dependent prey capture behavior in the blind Mexican cavefish.</a> Developmental Biology. 441, 328-337 (2018).</li>
<li>Powers, A. K., Boggs, T. E., Gross, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Canal+neuromast+position+prefigures+developmental+patterning+of+the+suborbital+bone+series+in+Astyanax+cave-+and+surface-dwelling+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Canal neuromast position prefigures developmental patterning of the suborbital bone series in Astyanax cave- and surface-dwelling fish.</a> Developmental Biology. 441, 252-261 (2018).</li>
<li>Rohner, N. "Out of the Dark" Cavefish Are Entering Biomedical Research. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRohner%2C+N+%22Zebrafish%2C+Medaka%2C+and+Other+Small+Fishes%22">Zebrafish, Medaka, and Other Small Fishes</a>. , 253-268 (2018).</li>
<li>Yoshizawa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+evolution+of+a+series+of+behavioral+traits+is+associated+with+autism-risk+genes+in+cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Evolutionary+Biology%22%5BJournal%5D)">The evolution of a series of behavioral traits is associated with autism-risk genes in cavefish.</a> BMC Evolutionary Biology. 18, 89(2018).</li>
<li>Stockdale, W. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+Regeneration+in+the+Mexican+Cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Heart Regeneration in the Mexican Cavefish.</a> Cell Reports. 25, 1997-2007 (2018).</li>
<li>Peuß, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gamete+Collection+and+In+Vitro+Fertilization+of+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Gamete Collection and In Vitro Fertilization of Astyanax mexicanus.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li>
<li>Luc, H., Sears, C., Raczka, A., Gross, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wholemount+In+Situ+Hybridization+for+Astyanax+Embryos%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Wholemount In Situ Hybridization for Astyanax Embryos.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li>
<li>Riddle, M., Martineau, B., Peavey, M., Tabin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raising+the+Mexican+Tetra+Astyanax+mexicanus+for+Analysis+of+Post-larval+Phenotypes+and+Whole-mount+Immunohistochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Raising the Mexican Tetra Astyanax mexicanus for Analysis of Post-larval Phenotypes and Whole-mount Immunohistochemistry.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2018).</li>
<li>Stahl, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manipulation+of+Gene+Function+in+Mexican+Cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Manipulation of Gene Function in Mexican Cavefish.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li>
<li>Duboué, E. R., Keene, A. C. Investigating the Evolution of Sleep in the Mexican Cavefish. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDubou%C3%A9%2C+ER+%22Biology+and+Evolution+of+the+Mexican+Cavefish%22">Biology and Evolution of the Mexican Cavefish</a>. , 291-308 (2015).</li>
<li>Frøland Steindal, I. A., Beale, A. D., Yamamoto, Y., Whitmore, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+the+Astyanax+mexicanus+circadian+clock+and+non-visual+light+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Development of the Astyanax mexicanus circadian clock and non-visual light responses.</a> Developmental Biology. , (2018).</li>
<li>Carlson, B. M., Gross, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+and+comparison+of+activity+profiles+exhibited+by+the+cave+and+surface+morphotypes+of+the+blind+Mexican+tetra%2C+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Biochemistry+and+Physiology+Part+C%3A+Toxicology+%26+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Characterization and comparison of activity profiles exhibited by the cave and surface morphotypes of the blind Mexican tetra, Astyanax mexicanus.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. 208, 114-129 (2018).</li>
<li>Jaggard, J. B., Lloyd, E., Lopatto, A., Duboue, E. R., Keene, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Measurements+of+Sleep+and+Locomotor+Activity+in+Mexican+Cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Automated Measurements of Sleep and Locomotor Activity in Mexican Cavefish.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li>
<li>Kowalko, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convergence+in+feeding+posture+occurs+through+different+genetic+loci+in+independently+evolved+cave+populations+of+Astyanax+mexicanus%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Convergence in feeding posture occurs through different genetic loci in independently evolved cave populations of Astyanax mexicanus.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110, 16933-16938 (2013).</li>
<li>Worsham, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+Tracking+and+Neuromast+Imaging+of+Mexican+Cavefish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Behavioral Tracking and Neuromast Imaging of Mexican Cavefish.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Nonostante un interesse di lunga data per le origini della diversità animale, abbiamo una comprensione limitata dei cambiamenti genetici che sono alla base dell'evoluzione della morfologia, della fisiologia e del comportamento. Il tetra messicano, Astyanax mexicanus, è emerso come un potente modello per approfondire la nostra comprensione di come si evolvono i tratti. Questa specie di pesce esiste in due morfotipi, un morph fluviale (pesce di superficie) che è abbondante nei fiumi del Messico e del Texas meridionale, e un morph cavernicolo (pesce delle caverne) che prospera nelle grotte perennemente buie all'interno della regione della Sierra del Abra nel Messico nord-orientale1. Ci sono 29 popolazioni di grotte conosciute che hanno avuto origine da almeno due invasioni di pesci di superficie indipendenti 2,3. I morph della grotta e del fiume sono rimasti interfertili e sono facili da allevare in laboratorio, consentendo ai ricercatori di mappare geneticamente i tratti che si evolvono in risposta alle pressioni selettive uniche nella grotta. Ad esempio, l'assenza di luce ha portato alla regressione degli occhi 4,5,6,7,8,9, del pigmento 10,11,12,13,14 e del sonno 15,16,17,18,19; la limitazione dei nutrienti ha selezionato per l'eccesso di cibo20, l'aumento di peso21 e l'accumulo di grasso22; e navigare al buio ha promosso una maggiore capacità di percepire l'ambiente 23,24,25,26,27,28. Un numero crescente di ricercatori sta sfruttando questo pesce per esplorare le basi genetiche dell'evoluzione. Poiché alcuni tratti che sono adattativi nei pesci delle caverne, sono dannosi negli esseri umani, il pesce delle caverne è diventato attraente anche per la ricerca biomedica 21,29,30,31. Con l'obiettivo di promuovere la riproducibilità e fornire una piattaforma per nuovi ricercatori, questa collezione di metodi JoVE fornisce tecniche per l'allevamento, la misurazione dei tratti e l'esame dell'attività genica.
Come punto di partenza, la procedura di fecondazione in vitro dimostrata da Peuß et al. 32 ha molteplici scopi in quanto fornisce un metodo per ottenere 1) ibridi grotta/superficie che possono essere difficili da allevare, 2) embrioni in stadio monocellulare per microiniezioni e 3) campioni abbinati per l'analisi dei fenotipi embrionali. A. mexicanus in genere si riproduce durante la notte. Peuß et al. Descrivere un sistema per modificare il ciclo luce-buio e ottenere pesci che sono preparati per la raccolta dei gameti durante il normale orario di lavoro. La loro dimostrazione visiva della raccolta dei gameti è particolarmente utile in quanto questo passaggio richiede un'attenta tecnica. Il loro articolo è essenziale per una serie di applicazioni a valle, tra cui il confronto dei modelli di espressione genica durante l'embriogenesi.
Luc et al. 33 forniscono un robusto protocollo di ibridazione in situ ottimizzato per la visualizzazione dell'espressione genica negli embrioni di A. mexicanus . Semplificano questa procedura di più giorni utilizzando una lista di controllo (fornita come file supplementare) e condividono le linee guida per la risoluzione dei problemi. Complementari a questo metodo, Riddle et al. 34 mostrano come esaminare l'espressione genica e la localizzazione proteica nei pesci nati utilizzando l'immunoistochimica wholemount. Per fare confronti significativi tra i morfotipi dopo la schiusa e l'inizio dell'alimentazione, è necessario controllare le condizioni di crescita. Mostrano come allevare gli adulti attraverso la deposizione naturale delle uova e allevare larve a densità fisse con una dieta a base di rotiferi che presenta notevoli vantaggi in termini di contenuto di nutrienti e costi rispetto ad altre fonti di cibo. Il loro protocollo di immunocolorazione riconosce con successo gli antigeni nel cervello, nell'intestino e nel pancreas fino a 12 giorni dopo la schiusa, consentendo di interrogare le fasi avanzate dello sviluppo e della funzione degli organi. È importante sottolineare che forniscono un elenco di anticorpi che sono stati utilizzati con successo in A. mexicanus. I metodi combinati di Luc et al. e Riddle et al. sono utili per analizzare gli effetti della manipolazione genetica.
In questa raccolta di metodi, Stahl et al. 35 descrivono diversi modi per manipolare la funzione genica in A. mexicanus , tra cui: microiniezione di morfolino, mutagenesi mediata da CRISPR-Cas9 e transgenesi mediata da Tol2. Oltre a dimostrare la pico-iniezione e lo screening degli embrioni iniettati, forniscono linee guida utili per la progettazione di morfolini, RNA guida e transgeni. Condividono risultati che convalidano ciascuna di queste tecniche. Ad esempio, il targeting dell'ipocretina/orexina (HCRT) utilizzando un morfolino che blocca lo splicing riduce l'attività locomotoria e aumenta il sonno nei pesci delle caverne; l'editing di OCA2 (il locus causale per l'albinismo dei pesci delle caverne) nei pesci di superficie utilizzando CRISPR/Cas9 produce pesci di superficie albini; e l'inserimento di un indicatore di calcio geneticamente codificato guidato da un promotore pan-neuronale di zebrafish utilizzando la transgenesi di Tol2 raggiunge un'espressione neuronale quasi ubiquitaria nel tetra messicano. Sottolineano che molti degli strumenti genetici sviluppati nel pesce zebra possono essere trasferiti direttamente ai pesci delle caverne a causa dei loro genomi simili. Il loro articolo è una risorsa essenziale per i ricercatori che eseguono studi funzionali in A. mexicanus e integra gli articoli aggiuntivi incentrati sulla misurazione dei fenotipi, compreso il comportamento.
I pesci delle caverne hanno drasticamente ridotto il sonno e alterato il ritmo circadiano 36,37,38. Ciò rappresenta un'entusiasmante opportunità per studiare il contributo della genetica e dell'ambiente alla variazione del sonno in un vertebrato. Jaggard et al. 39 mostrano come costruire un sistema con materiali poco costosi che possono essere utilizzati per registrare il sonno in diverse fasi della vita e in diversi contesti. Inoltre, descrivono come automatizzare il monitoraggio dei pesci in questa configurazione e ottenere misurazioni quantitative per il sonno e la locomozione. La loro tecnica è applicabile per lo screening genetico e farmacologico ad alto rendimento, nonché per gli studi di mappatura genetica tradizionali.
Oltre alla riduzione del sonno, i pesci delle caverne hanno sviluppato differenze nelle attività locomotorie legate al foraggiamento, tra cui l'angolo di alimentazione alterato e l'attrazione delle vibrazioni 16,30,40. Fondamentale per capire come si sono evolute queste attività è collegarle ai cambiamenti dello sviluppo. Worsham et al. 41 presentano metodi per registrare i comportamenti e correlarli con i cambiamenti nei neuromasti; strutture meccanosensoriali esterne che rispondono al flusso dell'acqua. Per prima cosa mostrano come creare camere per registrare l'attrazione delle vibrazioni e il sonno e forniscono una descrizione dettagliata di come quantificare i comportamenti utilizzando software gratuiti e script personalizzabili. Successivamente, dimostrano come visualizzare i neuromasti nei pesci adulti viventi utilizzando una colorazione mitocondriale fluorescente e ancora, utilizzando un software gratuito, come quantificare il numero di neuromasti in modo semi-automatico. L'attrazione vibratoria e il numero di neuromast sono correlati23; Il loro metodo fornisce un protocollo passo dopo passo per interrogare questa relazione. I metodi di Jaggard e Worsham possono essere utilizzati per scoprire ulteriori comportamenti e possono anche essere applicati ad altre specie di pesci. Questi metodi producono risultati quantitativi e coerenti che sono essenziali per scoprire le basi genetiche dell'evoluzione comportamentale.
Le moderne tecniche per misurare e manipolare la funzione genica hanno spinto gli studi evoluzionistici da comparativi a meccanicistici. Combinati, gli articoli di questa Raccolta di Metodi fungono da guida per condurre indagini sulla funzione genica in A. mexicanus. Mentre i ricercatori hanno scoperto affascinanti differenze nella morfologia, nella fisiologia e nel comportamento tra le morfologie della superficie e delle grotte, ci sono molti tratti che devono ancora essere esplorati in dettaglio e probabilmente ne dovranno scoprire altri. Man mano che si lavora di più, questo pesciolino continuerà ad avere un grande impatto sulla nostra comprensione dell'evoluzione.

piccoli pesci, grandi domande: una raccolta di tecniche moderne per la ricerca messicana sui tetra

Little Fish, Big Questions: A Collection of Modern Techniques for Mexican Tetra Research

Articoli discussi:
Stahl, B. A. et al. Manipolazione della funzione genica nei pesci delle caverne messicani. Giornale degli esperimenti visualizzati. (146) (2019).
Peuß, R. et al. Raccolta di gameti e fecondazione in vitro di Astyanax mexicanus. Giornale degli esperimenti visualizzati. (147) (2019).
Worsham, M. et al. Monitoraggio comportamentale e imaging Neuromast del pesce delle caverne messicano. Giornale degli esperimenti visualizzati. (147) (2019).
Jaggard, J.B., Lloyd, E., Lopatto, A., Duboue, E.R., Keene, A.C. Misurazioni automatizzate del sonno e dell'attività locomotoria nei pesci delle caverne messicani. Giornale degli esperimenti visualizzati. (145) (2019).
Luc, H., Sears, C., Raczka, A., Gross, J.B. Ibridazione in situ wholemount per embrioni di Atyanax. Giornale degli esperimenti visualizzati. (145) (2019).
Riddle, M., Martineau, B., Peavey, M., Tabin, C. Sollevamento del Tetra messicano Astyanax mexicanus per l'analisi dei fenotipi post-larvali e l'immunoistochimica a montaggio intero. Giornale degli esperimenti visualizzati. (142) (2018).

Piccoli pesci, grandi domande: una raccolta di tecniche moderne per la ricerca messicana sui tetra

Articles Discussed:
Stahl, B. A. et al. Manipulation of Gene Function in Mexican Cavefish. Journal of Visualized Experiments. (146) (2019).
Peu&#223;, R. ...

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Scopri tecniche moderne per la ricerca su Astyanax mexicanus, inclusi manipolazione genica, raccolta di gameti, tracciamento comportamentale e imaging neuromasto. Questi protocolli supportano studi di biologia dello sviluppo e neuroscienza.

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