제브라피시 유변성 분석법: 다양한 유속에 대한 반응으로 배향 거동을 측정하는 방법

초록

출처: Cresci, A., et al. 제브라피시의 자기장 민감도에 대한 성격의 영향 평가. J. Vis. 특급.(2019년)

이 비디오는 제브라피쉬의 유변축성 분석에 대해 설명합니다. 이 방법은 서로 다른 자기장의 영향으로 서로 다른 물의 유속에 반응하여 제브라피시의 방향 거동을 측정하는 것을 포함합니다.

프로토콜

1.1차원 자기장 조작으로 자기장 설정

1. 전원 장치를 켭니다(그림 1A).
2. 유변 프로토콜이 수행될 위치(섹션 3)에 코일 터널을 배치하되 수영 장치에서 분리된 상태로 유지합니다(그림 1A). 터널 내부에 가우스/테슬라미터와 연결된 자기 프로브를 놓고 터널의 장축을 따라 선택한 자기장 값을 얻는 데 필요한 전압을 확인합니다.
   알림: 솔레노이드의 자기 특성으로 인해 자기장은 터널 내부에서 상당히 균일합니다. 이것은 프로브를 수평 및 수직으로 천천히 움직여 확인할 수 있습니다.
3. 프로브를 분리하고 흐름 터널을 수영 장치에 연결합니다.
4. 유변성 프로토콜(섹션 3)부터 시작합니다.

2. 3차원 자기장 조작을 통한 자기장 설정

1. CPU, DAC 및 코일 드라이버를 켭니다(그림 1B).
2. 세 축(x, y 및 z) 각각에서 선택한 자기장을 설정합니다.
3. 터널을 Helmholtz 쌍 세트의 중앙에 배치합니다.
4. 유변성 프로토콜(섹션 3)부터 시작합니다.

3. 유동 챔버에서 제브라피시 유변축성 테스트

1. 측면과 바닥이 가려진 2L 탱크를 사용하여 1-5마리의 물고기를 흐름 터널로 옮깁니다.
2. 펌프를 켜고 터널의 유량을 1.7cm/s.
   로 설정합니다. 메모: 이 천천히 움직이는 물은 터널 안의 물에 산소를 공급하고 동물의 회복을 용이하게 합니다.
3. 동물들이 1 시간 동안 수영 터널에 적응하도록하십시오.
4. 터널에서 물고기의 행동을 비디오로 녹화하기 시작합니다.
   메모: 리모컨(예: Bluetooth)이 있는 카메라(예: Yi 4K Action)를 사용하여 비디오를 .mpg(30프레임/초)으로 저장했습니다.
5. 선택한 실험 프로토콜(이 연구에서는 1.3cm/s; 그림 2).
   참고: 이 프로토콜의 경우 제브라피쉬의 경우 0에서 2.8 BL(몸체 길이)/s 범위의 낮은 유속을 사용했습니다. 이러한 유속은 제브라피시에서 연속 수영을 유도하는 낮은 유속 범위에 있습니다(임계 수영 속도[U_crit]의 3%–15%). 낮은 유속의 사용(Brett의 프로토콜에 따름)은 수류가 있는 이 종의 특정 행동 특성과 관련이 있습니다. 제브라피쉬는 챔버의 장축을 따라 수영하는 경향이 있으며 물의 흐름이 있는 경우에도 자주 회전하며 상류와 하류에서 모두 수영하는 경향이 있습니다. 이 행동은 물의 유속의 영향을 받아 동물이 계속해서 상류를 향해 수영할 때 상대적으로 빠른 속도(>8 BL/s)에서 사라집니다(완전 양성 유변 반응). 수직 및 횡단 변위는 매우 드뭅니다.
6. 형태 측정 챔버에 있는 물고기 사진에 대해 동물의 형태 측정법(성별 및 총 길이[TL], 포크 길이[FL] 또는 BL)을 수행합니다.
   1. 적절한 사진을 선택합니다.
   2. ImageJ에서 그림을 엽니다.
   3. 동물의 성별에 유의하십시오(수컷 제브라피쉬는 가늘고 노란색을 띠는 경향이 있는 반면 암컷은 더 둥글고 파란색과 흰색을 띠는 경향이 있습니다).
   4. Analyze(분석) > Set Scale(스케일 설정)을 클릭하고 터널의 전체 수평 길이를 참조로 사용하여 이미지의 스케일을 센티미터 단위로 설정합니다.
   5. 분석을 클릭하여 동물의 선형 길이를 측정> 기록합니다.
   6. 체중(BW)을 계산합니다.
      메모: BW는 이전에 실험실에서 구축된 sex-FL-BW 관계 또는 메타데이터에서 계산됩니다. 전체 절차는 동물에 대한 조작 스트레스를 방지합니다.

결과

그림 1: 자기장 제어를 위한 설정.(A) 터널 내에서 정적인 수평 자기장의 유도를 위해 솔레노이드가 있는 수영 터널의 렌더링. 솔레노이드(0.83회전/cm)는 전원 장치에 연결되어 ±250μT(지구의 자기장 범위를 포함하는 강도 범위) 범위의 자기장을 생성합니다. 오른쪽에는 수영 기구에 연결된 솔레노이드 터널의 사진이 표시됩니다. 터널은 아크릴로 만들어졌으며 물 유입구에 두 개의 천공된 아크릴 판이 있어 흐름이 층류에 가깝도록 보장합니다. (B) 지자기 강도 범위에서 자기장을 제어하기 위해 설정된 3개의 직교 Helmholtz 쌍의 다이어그램 및 사진. 자기장 프로브, CPU, 디지털-아날로그 컨버터 및 루프를 닫는 데 사용되는 코일 드라이버도 표시됩니다. 각 코일...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
9500G 미터	FW벨	해당 사항 없음	가우스미터, DC-10kHz, 프로브 해상도: 0.01μT
AD5755-1 (영문	아나로그디바이스	평가-AD5755SDZ	쿼드 채널, 16비트, 디지털-아날로그 컨버터
ALR3003D	엘씨	3.76024E+12	DC 이중 조절 전원 공급 장치
비글본 블랙	Beagleboard.org	해당 사항 없음	싱글 보드 컴퓨터
코일 드라이버	집에서 만든	해당 사항 없음	상용 OP 기반 증폭기(TI의 OPA544)
헬름홀츠 쌍	집에서 만든	해당 사항 없음	표준 AWG-14 와이어로 만든 코일
HMC588L	니 웰	900405	Rev E 디지털 3축 자력계
미주리99-2506	FW벨	129966	단일 축 자기 프로브
수영 기구	M2M 엔지니어링 맞춤형 과학 장비	해당 사항 없음	연동 펌프와 SMC 유량 스위치로 구성된 수영 장치디지털 피드백이 있는 유량계
테코 278	테코	해당 사항 없음	온도 저온 유지 장치