Name: 小さな魚、大きな質問:メキシコのテトラ研究のための現代技術のコレクション (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-24T00:00:00.000+00:00
Duration: 2 s
Description: 学ぶメキシコ洞窟魚Astyanax mexicanusの遺伝子操作、行動追跡、神経芽イメージング、睡眠と運動活動の自動計測、全胚座in situハイブリダイゼーション、免疫組織化学のプロトコル。発生生物学、遺伝学、行動神経科学の研究に有用です。

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著者は国立衛生研究所（NH089934、DK108495)からの資金提供を認めています。F.レアルとA.パワーズは編集を認めています。

<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>

著者らは開示するものは何もない。

動物の多様性の起源には長年の関心があるにもかかわらず、形態、生理学、行動の進化の根底にある遺伝的変化については限られた理解しかありません。メキシコのテトラである Astyanax mexicanus は、形質がどのように進化するかについての理解を深めるための強力なモデルとして浮上しました。この種の魚は、メキシコとテキサス州南部の川に豊富に生息する目のある川に生息するモーフ(表面魚)と、メキシコ北東部のシエラデルアブラ地域内の永遠に暗い石灰岩の洞窟で繁栄する目のない洞窟に生息する洞窟に生息する目のない洞窟に生息するモーフ(ケーブフィッシュ)の2つの形態型として存在します1。少なくとも2つの独立した表面魚の侵入に由来する29の既知の洞窟個体群があります2,3。洞窟と川の形態は間違ったままであり、実験室で繁殖しやすいため、研究者は洞窟内の独特の選択圧に反応して進化する形質を遺伝的にマッピングすることができます。たとえば、光の欠如は、目4、5、6、7、8、9、色素10、11、12、13、14、および睡眠15、16、17、18、19 の退行につながりました。栄養制限は、過食20、体重増加21、脂肪貯蔵22を選択しました。そして、暗闇の中でのナビゲーションは、環境を感知する能力の向上を促進しました 23,24,25,26,27,28。進化の遺伝的基盤を探求するためにこの魚を利用する研究者が増えています。洞窟魚に適応するいくつかの形質は人間に有害であるため、洞窟魚は生物医学研究にも魅力的になっています21,29,30,31。再現性を促進し、新しい研究者にプラットフォームを提供することを目的として、この JoVE メソッド コレクションは、畜産、形質測定、および遺伝子活性の検査のための技術を提供します。
出発点として、Peuß らによって実証された体外受精手順。32 は、1)繁殖が困難な洞窟/地表ハイブリッド、2)マイクロインジェクション用の1細胞期胚、および3)胚表現型の分析のためのステージマッチングサンプルを取得する方法を提供するため、複数の目的を果たします。 A. mexicanus は通常、夜間に産卵します。Peuß et al.明暗サイクルを変更し、通常の勤務時間中に配偶子収集用に準備された魚を取得するシステムについて説明します。配偶子収集の視覚的なデモンストレーションは、このステップには慎重な技術が必要なため、特に役立ちます。彼らの論文は、胚形成中の遺伝子発現パターンの比較を含む、多くの下流アプリケーションに不可欠です。
リュック ら。33 は、 A.mexicanus 胚における遺伝子発現を視覚化するために最適化された堅牢なin situハイブリダイゼーションプロトコルを提供します。チェックリスト (補足ファイルとして提供) を使用して、この数日間の手順を簡略化し、トラブルシューティングのガイドラインを共有します。この方法を補完する、Riddle et al.34 は、フルマウント免疫組織化学を使用して孵化した魚の遺伝子発現とタンパク質局在を調べる方法を示しています。孵化と給餌開始後の形態型を有意義に比較するには、成長条件を制御する必要があります。彼らは、他の食料源と比較して栄養素含有量とコストにおいてかなりの利点があるワムシの餌で、自然産卵を通じて成虫を繁殖させ、一定の密度で幼虫を育てる方法を示しています。彼らの免疫染色プロトコルは、孵化後12日遅くとも脳、腸、膵臓の抗原を認識することに成功し、臓器の発達と機能の後期段階を調べることができます。重要なことに、 A. mexicanusで成功裏に使用されている抗体のリストが提供されています。Lucらの複合 法。そしてリドル ら。遺伝子操作の影響を分析するのに役立ちます。
このメソッドコレクションでは、Stahl ら。35 は、モルホリノマイクロインジェクション、CRISPR-Cas9を介した変異誘発、およびTol2を介したトランスジェネシスを含む、 A.mexicanus の遺伝子機能を操作する複数の方法を説明しています。ピコ注入と注入された胚のスクリーニングの実証に加えて、モルホリノ、ガイドRNA、および導入遺伝子を設計するための有用なガイドラインを提供します。彼らは、これらの各手法を検証する結果を共有します。たとえば、スプライスブロッキングモルホリノを使用してヒポクレチン/オレキシン(HCRT)を標的とすると、洞窟魚の運動活動が低下し、睡眠が増加します。CRISPR/Cas9を使用して表層魚のoca2(洞窟魚の白皮症の原因遺伝子座)を編集すると、アルビノの表層魚が生成されます。Tol2トランスジェネシスを使用して汎ニューロンゼブラフィッシュプロモーターによって駆動される遺伝的にコードされたカルシウム指標を挿入すると、メキシコのテトラでほぼユビキタスなニューロン発現が達成されます。彼らは、ゼブラフィッシュで開発された遺伝ツールの多くは、ゲノムが似ているため、洞窟魚に直接移すことができると指摘しています。彼らの論文は、機能研究を行う研究者にとって不可欠なリソースです A . mexicanus 、行動を含む表現型の測定に焦点を当てた追加の記事を補完します。
洞窟魚は睡眠を劇的に減らし、概日リズムを変化させました 36,37,38。これは、脊椎動物の睡眠の変化に対する遺伝学と環境の寄与を調査するエキサイティングな機会を提供します。ジャガード他。39 は、さまざまなライフステージやさまざまな状況下での睡眠を記録するために使用できる安価な材料からシステムを構築する方法を示しています。さらに、このセットアップで魚の追跡を自動化し、睡眠と移動の定量的な測定値を取得する方法について説明します。彼らの技術は、従来の遺伝子マッピング研究だけでなく、ハイスループットの薬物および遺伝子スクリーニングにも適用できます。
睡眠の減少に加えて、洞窟魚は、摂食角度の変化や振動引力の変化など、採餌に関連する自発運動活動の違いを進化させました16,30,40。これらの活動がどのように進化したかを理解するための中心となるのは、それらを発達の変化に結びつけることです。ウォーシャム他。41 行動を記録し、それらをニューロマストの変化と相関させるための方法を提示します。水の流れに反応する外部機械感覚構造。まず、振動の引力と睡眠を記録するチャンバーを作成する方法を示し、フリーソフトウェアとカスタマイズ可能なスクリプトを使用して行動を定量化する方法の詳細な説明を提供します。次に、彼らは蛍光ミトコンドリア染色を使用して生きた成魚のニューロマストを視覚化する方法を示し、再びフリーソフトウェアを使用して、半自動でニューロマストの数を定量化する方法を示します。振動引力とニューロマスト数は相関しています23;彼らの方法は、この関係を調査するための段階的なプロトコルを提供します。ジャガードとウォーシャムの方法は、追加の行動を明らかにするために使用でき、他の種類の魚にも適用できます。これらの方法は、行動進化の遺伝的基盤を発見するために不可欠な定量的で一貫した結果を生み出します。
遺伝子機能を測定および操作する最新の技術により、進化論的研究は比較研究から機械論的研究へと押し上げられました。このメソッドコレクションの記事を組み合わせると、 A.mexicanusの遺伝子機能の調査を実行するためのガイドブックとして機能します。研究者たちは、地表と洞窟の形態の形態、生理学、行動における興味深い違いを発見しましたが、まだ詳細に調査されておらず、さらに発見すべき特徴が数多くあります。より多くの研究が行われるにつれて、この小さな魚は進化の理解に大きな影響を与え続けるでしょう。

小さな魚、大きな質問:メキシコのテトラ研究のための現代技術のコレクション

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

議論された記事:
Stahl, B. A. et al. メキシコの洞窟魚における遺伝子機能の操作.視覚化された実験のジャーナル。(146) (2019年)。
Peuß, R. et al. Astyanax mexicanusの配偶子コレクションと体外受精.視覚化された実験のジャーナル。(147) (2019).
Worsham, M. et al. メキシコ洞窟魚の行動追跡とニューロマストイメージング.視覚化された実験のジャーナル。(147) (2019).
Jaggard, J.B., Lloyd, E., Lopatto, A., Duboue, E.R., Keene, A.C. メキシコの洞窟魚の睡眠と自発運動活動の自動測定.視覚化された実験のジャーナル。(145) (2019).
Luc, H., Sears, C., Raczka, A., Gross, J.B. Wholemount In Situ Hybridization for Astyanax Embryos.視覚化された実験のジャーナル。(145) (2019).
Riddle, M., Martineau, B., Peavey, M., Tabin, C. Raising the Mexican Tetra Astyanax mexicanus for Analysis of Post-Larval Phenotypes and Whole-mount Immunohistochemistry.視覚化された実験のジャーナル。(142) (2018年)。

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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学ぶメキシコ洞窟魚Astyanax mexicanusの遺伝子操作、行動追跡、神経芽イメージング、睡眠と運動活動の自動計測、全胚座in situハイブリダイゼーション、免疫組織化学のプロトコル。発生生物学、遺伝学、行動神経科学の研究に有用です。

小さな魚、大きな質問:メキシコのテトラ研究のための現代技術のコレクション

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