ゼブラフィッシュレオタキシスアッセイ:異なる水流量に応答した配向挙動を測定する方法

要約

出典:Cresci, A., et al.ゼブラフィッシュの磁場に対する感受性に対する性格の影響の評価(2019年)

このビデオでは、ゼブラフィッシュのレオタキシスアッセイについて説明しています。この方法では、異なる磁場の影響下で異なる水流量に応じたゼブラフィッシュの配向挙動を測定します。

プロトコル

1.1.1次元磁場操作による磁場の設定

1. 電源ユニットの電源を入れます(図1A)。
2. コイル状のトンネルをレオタクティックプロトコルが実行される場所(セクション3)に配置しますが、遊泳装置から切り離しておきます(図1A)。トンネル内にガウス/テスラメーターで接続された磁気プローブを配置し、トンネルの主軸に沿って選択した磁場値を取得するために必要な電圧を確認します
   注:ソレノイドの磁気特性により、磁場はトンネル内で適度に均一です。これは、プローブを水平と垂直の両方にゆっくりと動かすことで確認できます。
3. プローブを外し、フロートンネルを遊泳装置に接続します。
4. レオタクティックプロトコル(セクション3)から始めます。

2. 3次元磁場操作による磁場の設定

1. CPU、DAC、およびコイルドライバのスイッチを入れます(図1B)。
2. 選択した磁場を 3 つの軸 (x、y、z) のそれぞれに設定します。
3. トンネルをヘルムホルツペアセットの中央に配置します。
4. レオタクティックプロトコル(セクション3)から始めます。

3. フローチャンバー内のゼブラフィッシュレオタキシス試験

1. 1〜5匹の魚を、側面と底を隠した2Lタンクを使用してフロートンネルに移します。
2. ポンプの電源を入れ、トンネル内の流量を1.7 cm / sに設定します
   手記： このゆっくりとした動きの水は、トンネル内の水を酸素化し、動物の回復を促進します。
3. 動物が遊泳トンネルに1時間順応するのを待ちます。
4. トンネル内の魚の行動のビデオ録画を開始します.
   手記： カメラ(Yi 4K Actionなど)とリモコン(Bluetoothなど)を使用し、ビデオを.mpg(30フレーム/秒)として保存しました。
5. 選択した実験プロトコルに従って、流量を段階的に増加させます(この研究では1.3 cm / s;図2).
   注:このプロトコルでは、ゼブラフィッシュの場合、0〜2.8 BL(体長)/秒の範囲の低流量を使用しました。これらの流速は、ゼブラフィッシュの連続的な方向付けされた遊泳を誘発する流量のより低い範囲にあります(臨界遊泳速度[U_{クリティカル}]の3%〜15%)。低流量の使用(ブレットのプロトコルに従う)は、水流の存在下でのこの種の特定の行動特性に関連しています。ゼブラフィッシュは、水流があってもチャンバーの主軸に沿って泳ぐ傾向があり、頻繁に回転し、上流と下流の両方で泳ぐ傾向があります。この行動は水の流量の影響を受け、動物が上流を向いて継続的に泳ぐと、比較的高速(>8 BL/s)で消失します(完全な正のレオタクティクス反応)。垂直方向および横方向の変位は非常にまれです。
6. 形態測定チャンバー内の魚の写真に対して、動物の形態測定(性別と全長[TL]、フォークの長さ[FL]、またはBL)を実行します。
   1. 適切な画像を選択します。
   2. ImageJで画像を開きます。
   3. 動物の性別に注意してください(オスのゼブラフィッシュは細身で黄色がかった傾向があり、メスはより丸みを帯びており、青と白の色をしている傾向があります)。
   4. [解析] > [縮尺の設定] をクリックし、トンネルの水平方向の全長を基準として、画像の縮尺をセンチメートル単位で設定します。
   5. 「分析」>「メジャー」をクリックし、動物の直線の長さを記録します。
   6. その体重(BW)を計算します.
      手記： BWは、以前にラボで構築された性別-FL-BW関係またはメタデータから計算されます。全体の手順により、動物への操作ストレスが回避されます。

結果

図1:磁界制御のセットアップ。(A)トンネル内に静的な水平磁場を誘導するためのソレノイドを備えた遊泳トンネルのレンダリング。ソレノイド(0.83回転/cm)はパワーユニットに接続されており、±250μT(地球の磁場範囲を含む強度範囲)の範囲の磁場を生成します。右側には、遊泳装置に接続されたソレノイドトンネルの写真が示されています。トンネルはアクリル製で、水入口に2枚の穴あきアクリル板が配置されているため、流れが層流に近づくことが保証されます。(B)地磁気強度範囲の磁場を制御するために設定された3つの直交ヘルムホルツペアの図と写真。また、磁界プローブ、CPU、D/Aコンバータ、ループを閉じるために使用されるコイルドライバも示されています。コイルの各ペアは、半径(r)が30 cm、N = 50巻のAWG-...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
9500Gメーター	FWベル	該当なし	ガウスメータ、DC-10 kHz、プローブ分解能:0.01 μT
AD5755-1	アナログ・デバイセズ	評価AD5755SDZ	クワッドチャンネル、16ビット、デジタル-アナログコンバータ
ALR3003D	ELCの	3.76024E+12	DCダブルレギュレート電源
ビーグルボーンブラック	Beagleboard.org	該当なし	シングルボードコンピュータ
コイルドライバー	自家製	該当なし	商用OPに基づくアンプ(TIのOPA544)
ヘルムホルツペア	自家製	該当なし	標準AWG-14線を使用したコイル
HMC588L	ハネウェル	900405	Rev E デジタル3軸磁力計
モ99-2506	FWベル	129966	単軸磁気プローブ
遊泳器具	M2Mエンジニアリングカスタム科学機器	該当なし	蠕動ポンプとSMCフロースイッチ流量計で構成されたデジタルフィードバック式遊泳装置
テコ278	テコ	該当なし	サーモクライオスタット