체외 수정은 실험실 인구를 유지하고 다운스트림 응용을 위한 동기화된 배아를 생성하기 위하여 모형 유기체의 다양한 통용되는 기술입니다. 여기에서는 멕시코 테트라 물고기인 Astyanax멕시코어의 다양한 개체군에 대해 이 기술을 구현하는 프로토콜을 제시합니다.
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방법 논문
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체외 수정은 실험실 인구를 유지하고 다운스트림 응용을 위한 동기화된 배아를 생성하기 위하여 모형 유기체의 다양한 통용되는 기술입니다. 여기에서는 멕시코 테트라 물고기인 Astyanax멕시코어의 다양한 개체군에 대해 이 기술을 구현하는 프로토콜을 제시합니다.
Astyanax 멕시코는 생물 과학의 다양한 연구 분야에 대한 모델 유기체로 부상하고 있습니다. 이 텔레오스트 물고기 종의 최근 성공의 일부는 방해 동굴과 강 거주 인구를 소유하고 있다는 것입니다. 이것은 이 인구의 다른 환경에 적응하는 도중 고쳐졌다 유전성 형질의 유전 지도를 가능하게 합니다. 이 종은 실험실에서 유지되고 사육될 수 있는 동안, 낮 동안 배아를 얻고 긴장 사이 하이브리드 배아를 만드는 것은 둘 다 도전적입니다. 체외 수정(IVF)은 실험실에서 동물을 성공적으로 반복적으로 사육하기 위해 다양한 모델 유기체와 함께 사용되어 왔다. 이 프로토콜에서는 A. mexicanus를 수온 변화와 함께 다양한 광주기에 적응시킴으로써 번식 주기를 하루 중 선택한 시간으로 전환할 수 있는 방법을 보여줍니다. 그 후, 우리는 적합한 부모 물고기를 식별하는 방법을 보여줍니다, 남성과 여성에서 건강한 gametes를 수집, IVF를 사용하여 실행 가능한 자손을 생산. 이를 통해 유전 적 구조의 주입 이나 정상적인 근무 시간 동안 발생할 수있는 발달 분석과 같은 관련 절차를 가능하게합니다. 또한, 이 기술은 동굴과 표면 주거 인구 사이의 하이브리드를 만드는 데 사용할 수 있으며, 따라서 다른 환경에 대한 자형질 적응의 유전 적 기초의 연구를 가능하게한다.
최근 몇 년 동안, Astyanax 멕시코는 발달 생물학, 진화 생물학, 행동 생물학 및 생리학 1,2,3, 4와 같은 다른 분야에서 모델 유기체가되었습니다. . 이 시스템의 고유성은 매우 다른 환경에 적응 한 여러 형태형을 갖는이 종에서 온다. 표면 주거 형태는 높은 생물 다양성과 물고기에 대한 음식 소스의 많음이 강에 살고있다. 대조적으로, A.멕시코의 동굴 형태, 동굴 물고기, 생물 다양성, 음식 소스, 산소가 크게 감소 동굴에 살고1. 동굴형은 눈의 부재와 색소침착, 인슐린 저항성, 지방 2,3,4등의 다양한 표현형으로 표면물고기와 다르다. 그러나, 표면 물고기와 동굴 물고기는 여전히 같은 종에 속하고, 따라서, 방해입니다.
두 형태형의 경우, 조건의 세트는 실험실 조건5,6에서일상적인 유지 보수 및 사육을 허용하도록 정의되었습니다. 그러나, 유전 수정, 적당한 배아 발달 연구 결과 및 하이브리드의 창조는 아직도 몇몇 이유를 위해 도전적입니다. A. 멕시코는 주로 유전 구조의 주입 또는 초기 배아 발달 과정의 모니터링과 같은 초기 배아 단계에 대한 후속 실험에 불편 밤 시간 동안 산란. 또한, 표면과 동굴 하이브리드의 생성은 자연 산란을 사용하여 도전, 동굴 형태는 궁극적으로 실행 가능한 난자의 생산에 영향을 미치는 변경 circadian 리듬 7을 가지고 있기 때문에. 성공적이면서도 침습적인 IVF 절차는 다른 아스티야낙스 종에 대해 설명되었으며, 여기서 게임테 생산 및산란 행동은 호르몬 주사8,9를사용하여 프라이밍되었다. 덜 침습적 IVF 절차 (즉, 호르몬 제제의 주입없이 수동 산란에서 게임tes를 얻는 것)는 기술되었지만 A. mexicanus의 동굴과 표면 형태형 사이의 산란 주기의 차이를 고려하지 않습니다. 6.
제브라피시와 같은 다른 물고기 모델 유기체는 위에서 언급한 장애물이 성공적으로 해결되었기 때문에 배아 수준에서 쉽게 유전자 변형 및 연구할 수 있습니다. 표준화된 사육 기술의 구현, 체외 수정 및 정자 동결 보존은 모두 제브라피쉬를 앞으로 밀어내고 생물과학10에서모델의 사용을 고화시켰다. 따라서 이러한 기술을 A. 멕시코로 확장하면 모델 시스템으로 더욱 강화될 것입니다.
여기에서는 A. 멕시코인을 보다 쉽게 접근할 수 있도록 하는 데 도움이 되는 IVF에 대한 자세한 프로토콜을 제시합니다. 우리는 호르몬 제제의 주입없이 낮 시간 동안 가능한 난소를 얻을 수 있도록 낮에서 야간에 물고기의 광주기를 이동 할 수있는 번식 설정을 제시 할 예정이다. 그런 다음 IVF에 사용되는 난소 및 밀트를 얻는 방법에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 이 방법은 정상적인 근무 시간 동안 배아의 생산을 가능하게하고 자연 산란에서 배아를 사용하는 방법에 비해 더 다운 스트림 응용 프로그램을 더 실현 할 수 있습니다.
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여기에 설명된 모든 방법은 의학 연구를 위한 Stowers 연구소의 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에 의해 승인되었습니다.
1. 빛 주기 조작
2. gamete 컬렉션을위한 포토 기간 및 프라이밍 물고기 조정
3. 여성 게임 컬렉션
4. 남성 게임 컬렉션
5. 체외 수정
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여기에 제시된 프로토콜은 주로 이전에게시된 프로토콜 6을 기반으로 합니다. 그러나 A. 멕시코산란이 야간에 생성되기 때문에, 우리는 노동 시간에 관계없이 포토 기간을 변경할수있는 물고기 사육을위한 하우징 랙을 설계했습니다 (그림 1). 물고기 빛 주기는 3 개의 행의 탱크를 포함하는 완전히 밀폐 된흐름을 통해 양식 시스템 내에서 변경됩니다 (그림 1). 각 탱크는 프라이밍 공정 중에 수동으로 온도를 높이는 데 사용되는 독립적 인 발열체가 포함되어 있습니다. 개별 선반은 별도의 포토에 넣을 수 있으며 빛이 들어오거나 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 닫을 수 있습니다. 모든 포토마어는 라이트 사이클 랙의 측면에 위치한 자동 컨트롤러를 통해 조작할 수 있습니다. 어두운 시간에 액세스 할 수, 랙은 빨간색 작업 조...
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IVF는 제브라피시와 같은 많은 다른 모형 유기체를 위한 표준화한 방법 인 동안, A. mexicanus에 대한기존 프로토콜은 이 종은 밤 시간 6 도중 자연적으로 산란한다는 것을 고려하지 않습니다. 원시어와 표면 물고기는 circadian 리듬에서 매우 크게 다르다는 것을 감안할 때, 난자의 성숙 주기는 동굴과 표면 형태형 사이에도 다릅니다. 표면 A. 멕시코에 대한 발판 온도와 시간은 잘 연구되는 동안12,동굴물고기는 산란 행동과 성숙 주기에 차이가 있습니다. 따라서 하이브리드 생산의 전통적인 방법은 A. mexicanus7의 동굴 형태형에서 circadian 리듬의 손실로 인해 매우 어렵고 불확실하며, 이로 인해 이러한 물고기의 산란 시간이 변경됩니다. 포토기간을 이동함으로써, 우리는 두 형태형 사이의 희귀 한 자연 산란 이벤트에 의...
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저자는 공개 할 것이 없다.
저자는 비디오 제작에 대한 지원에 필립 노게라와 킴벌리 블랜드에게 감사드립니다. 저자는 또한 동물 사육을위한 스타워즈 연구소의 전체 수생 팀을 인정하고 싶습니다. 이 작품은 DPB와 NR에 대한 기관 자금 조달에 의해 지원되었다. NR은 에드워드 말린크로트 재단과 JDRF의 지원을 받았습니다. RP는 도이치 포르충제마인샤프트(PE 2807/1-1)의 보조금으로 지원되었다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 1.5 mL 원심분리기 튜브 | Eppendorf | #22364111 | |
| 100 mm 페트리 접시 | VWR International | #25384-302 | |
| 흡인 튜브 | Drummond | #2-000-000 | |
| Calibrated 1-5 µ L 모세관 | Drummond | #2-000-001 | |
| 디스폴러블 스파튤라 | VWR International | #80081-188 | |
| HMA-50S 50W 수중 히터 | Finnex | HMA-50S | |
| P1000 피펫 | Eppendorf | #3123000063 | |
| P1000 피펫 팁 | Thermo Scientific | #2079E | |
| Sanyo MIR-554 인큐베이터 | Panasonic Health Care | MIR-554-PA | |
| 정액 확장기 E400 | 130 mM KCl, 50 mM NaCl, 2 mM CaCl2 (2H2O), 1 mM MgSO4 (7H2O), 10 mM D (+)-글루코스, 30 mM HEPES pH 7.9로 5M KOH로 조정하고 필터는 살균합니다. 용액은 4 ? C는 최대 6개월 동안 사용할 수 있습니다. | ||
| 스폰지 동물 홀더 | 스크랩 폼 시스템으로 만든 | ||
| 물 | 탈 이온수 인스턴트 오션 바다 소금 [Blacksburg, VA]으로 보충되어 800 µ의 특정 전도도에 도달합니다. S/센티미터. 수질 매개변수는 안전 한계 내에서 유지됩니다(총 암모니아 질소 범위의 상한, 1mg/L, 아질산염 범위의 상한, 0.5mg/L, 질산염 범위의 상한, 60mg/L, 온도, 22 ° C; pH, 7.65; 용존 산소 100 %) | ||
| 조직 물티슈 | Kimberly-Clark Professional | #21905-026 | |
| ZIRC E2 배아 배지 | 15 mM NaCl, 0.5 mM KCl, 1.0 mM MgSO4, 150 µ M KH2PO4, 50 &마이크로; M Na2HPO4, 1.0 mM CaCl2, 0.7 mM NaHCO3. 2N 염산을 사용하여 pH를 7.2 - 7.4로 조정합니다. 필터는 살균합니다. 실온에서 최대 2주 동안 보관합니다. |
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