2009년 7월 6일
이것은 zebrafish에 대한 높은 처리량 정자 cryopreservation 프로토콜입니다. 정자는이 프로토콜을 사용하면 이후의 체외 수정에 25 % 다산의 평균을 가지고 있으며, 수년 동안 안정 cryopreserved.
안녕하세요, 저는 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 분자 및 세포 생물학과의 브루스 드레이퍼이고, 시애틀의 프레드 허친슨 암 연구 센터 기초 과학부의 세실리아 모안스입니다. 오늘 Cecilia와 저는 원래 Brian Harvey 프로토콜을 수정한 제브라피시 정자 울음 보존 프로토콜을 시연할 예정입니다. 우리는 2명으로 구성된 팀으로 작업하면 2시간 이내에 100명의 개별 남성의 정자를 동결 보존할 수 있음을 보여줄 것입니다.
해동 시 다양한 생식력이 있지만 평균적으로 25%의 생식력을 받으며, 이는 7년 이상 냉동 보존된 라이브러리에서 가져온 것입니다. 시작하겠습니다. 이 절차를 수행하기 전에 먼저 정자 동결 용액을 만드십시오.
Ginsburg Fish Ringer 용액은 3일마다 신선하게 만들어지며, 냉동 매체는 메탄올을 사용하거나 사용하지 않고 매일 신선하게 만들어집니다. 이러한 솔루션의 구성은 이 프로토콜과 함께 제공되는 온라인 추가 정보에서 찾을 수 있습니다. 이 절차에 사용된 물질은 동결 및 해동 속도에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 다시 냉동 정자의 생식력에 영향을 미칠 수 있습니다.
이러한 이유로 권장 자료 목록도 추가 온라인 정보로 제공됩니다. 드라이아이스 펠릿이 아닌 잘게 부순 드라이아이스에 정자를 얼리는 것이 가장 좋습니다. 드라이아이스를 부수는 간단한 방법 중 하나는 수건으로 싸서 망치로 분쇄하는 것입니다.
보다 효율적인 방법은 발톱과 모델 RE 2와 같은 드라이 아이스 그라인더를 사용하여 제브라피시 정자를 동결하는 것입니다. 먼저 바닥에서 3.33 마이크로 리터 또는 약 16.7 밀리미터 수준의 실험실 펜으로 10 마이크로 리터 모세관 튜브를 표시하고 수컷을 마취시키고 2-4 명의 수컷을 트리카 희석물과 물고기 물이 들어있는 비커에 넣습니다. 조리법은 제브라피시 책에서 찾을 수 있습니다.
마취가 끝나면 플라스틱 숟가락을 사용하여 마취제에서 생선을 들어 올리고 종이 타월로 부드럽게 닦아냅니다. 복부 쪽을 그리는 데 특히 주의하십시오. 물은 정자를 활성화하므로 이카 주위를 완전히 건조시키는 것이 중요합니다.
스펀지 홀더의 복부 쪽이 위로 향하도록 물고기를 놓습니다. 골반 지느러미 주변 부위가 여전히 촉촉하면 김 물티슈로 부드럽게 말리십시오. 표시된 모세관 튜브를 모세관 튜브에 포함된 고무 입 피펫 어댑터에 넣습니다.
어댑터는 한쪽 끝에 마우스피스가 있고 다른 쪽 끝에 모세관 홀더가 있는 고무 호스입니다. 또는 모세관 튜브를 50마이크로리터 Hamilton 주사기에 연결할 수 있습니다. 적절한 직경의 짧은 타이곤 튜브를 사용하여 수컷을 내시경 아래에 놓고 골반 지느러미를 조심스럽게 벌려 비뇨 생식기 입구를 노출시킵니다.
모세관의 끝을 사용하여 부드러운 집게로 물고기의 측면을 부드럽게 쓰다듬거나 검지와 엄지로 물고기의 측면을 부드럽게 눌러 정자를 표현하고 부드러운 흡입으로 배출하면서 모세관 안에 정자를 모읍니다. 정자와 함께 배출될 수 있는 대변을 피하십시오. 정자의 목표 부피는 3.3마이크로리터입니다.
허용되는 정자의 최소 양은 정자의 질에 따라 다릅니다. 좋은 정자는 하얗고 불투명하지만 모공 정자는 묽어 보입니다. 일반적으로 허용 가능한 최소 정자 양은 1마이크로리터의 양호한 정자 또는 목표의 1/3이고, 2마이크로리터의 공극 정자 또는 목표의 2/3입니다.
정자 부피가 목표 부피 인 3.3 마이크로 리터에 도달하지 않으면 메탄올이없는 동결 매체를 사용하여 부피를 펜 마크로 정규화해야합니다. 정자의 양이 이미 모세혈관의 펜 자국에 도달하거나 초과하면 다음 단계로 진행합니다. 이제 정자에 동결 보호제를 첨가하십시오.
메탄올이 함유된 동결 매체를 주황색 표시까지 빨아들입니다. 대략적인 총 부피는 이제 20마이크로리터입니다. 정자와 동결 보호제 혼합물을 위아래로 약 4회 피펫팅하여 부드럽게 혼합된 시계 유리의 깨끗한 부분으로 배출하고 거품이 생기지 않도록 합니다.
10마이크로리터의 정자 동결 보호 용액을 라벨이 부착된 각 바이알의 바닥에 피펫팅하여 정자를 두 개의 극저온 바이알로 분취합니다. 빠르게 움직여 바이알의 뚜껑을 닫고 각 극저온 바이알을 별도의 15ml 팔콘 튜브에 떨어뜨립니다. 실온에서 매 튜브의 뚜껑을 닫고 고운 가루 드라이 아이스에 넣습니다.
튜브는 매 튜브를 추적할 수 있도록 캡만 보이도록 충분히 깊게 삽입해야 합니다. 번호를 매기고 각 튜브가 드라이 아이스에 들어가는 시간을 기록하십시오. 정자를 드라이아이스에서 20분 동안 얼립니다.
정자가 동결된 후 두 개의 cryo 바이알을 doer 플라스크가 포함된 액체 질소로 옮깁니다. 임시 보관용. 샘플이 가열되지 않도록 냉동 상자를 액체 질소 욕조에 넣으십시오.
긴 금속 집게를 사용하여 도어 플라스크에서 바이알을 회수하고 크라이오 장갑으로 처리합니다. 또는 크라이오 바이알을 드라이아이스에서 냉동고로 직접 옮길 수 있습니다. 장기간 보관을 위해 스티로폼 용기에 담긴 액체 질소에 냉동고 상자를 담근 상태로 보관하는 경우 극저온 액체 질소 냉동고에 극저온 바이알을 넣으십시오.
정자 생존력을 유지하려면 바이알을 액체 질소 바이알에 담근 상태로 보관하는 것이 중요하며, 증기 상태에 저장된 바이알은 시간이 지남에 따라 생존력을 잃을 수 있습니다. 속도는 정자 생존력을 유지하는 데에도 중요합니다. 동결 보호제를 추가하고 정자 바이알을 드라이아이스에 올려놓는 사이의 시간은 30초를 넘지 않아야 합니다.체외 수정
.냉동 보존된 정자를 사용하는 것은 두 사람에게 가장 효과적입니다. 한 사람은 암컷의 난자를 짜내고 다른 사람은 정자를 해동합니다. 수조를 섭씨 33도로 설정하십시오.
액체 질소 냉동고에서 극저온 바이알을 꺼내 해동할 준비가 될 때까지 D 또는 플라스크가 포함된 액체 질소로 옮깁니다. 마취된 암컷의 난자를 짜서 35mm 플라스틱 페트리 접시에 넣습니다. 이는 제브라피쉬에 대한 자세한 설명을 제공하는 Making Gyno Genetic deployed zebrafish by early pressure라는 제목의 JoVE 프로토콜에 자세히 설명되어 있습니다.
체외 수정, 좋은 클러치에는 균일하고 노란색을 띤 150개 이상의 난자가 포함되어 있습니다. 모든 흰색 파편은 성능 저하를 나타냅니다. 가능하면 계란 3 개를 얻어 한 접시에 결합하십시오.
첫 번째 클러치 후 1분 이내에 3개의 좋은 클러치를 얻지 못하면 다음 단계로 진행하십시오. 정자가 해동되는 동안 접시를 덮으십시오. 한편, 액체 질소에서 바이알을 제거하고 캡을 제거합니다.
바이알을 33도 수조에 8-10초 동안 빠르게 반쯤 담그십시오. 70마이크로리터의 실온, Hank's 완충 소금 용액을 바이알에 빠르게 추가하고 위아래로 피펫팅하여 혼합하고 즉시 페트리 접시의 계란에 추가하고 피펫 팁으로 부드럽게 혼합합니다. 그런 다음 즉시 750마이크로리터의 물고기 물 소용돌이를 추가하여 정자와 난자를 활성화하고 실온에서 5분 동안 배양합니다.
5분 후 접시에 생선과 물을 채우고 섭씨 28도에서 배양합니다. 2-3시간 후, 생존 가능한 배아를 세어 접시당 50개씩 100mm 접시에 이식합니다. 또한 정자 샘플의 생식력을 결정할 수 있도록 수정란을 믿으십시오.
정자 생식력(sperm fertilizity)은 체외 수정에 사용된 총 난자 수에 대한 생존 가능한 배아의 비율입니다. 난자는 체외 수정 후 2시간에서 6시간 사이에 언제든지 분류할 수 있습니다. 불임 난자가 생존 가능한 배아와 쉽게 구별될 때, 불임 난자는 투명하고 분열되지 않습니다.
실체 현미경에서 트랜스 조명으로 볼 때, 동결 보존된 정자의 평균 생식력은 매우 다양합니다. 그러나 여러 해 동안 안정적인 평균 25%의 출산율을 얻을 수 있어야 합니다. 이 그래프는 2001년에서 2003년 사이에 냉동된 정자의 평균 출산율을 보여주며, 2008년까지만 해도 그렇게 생각되었습니다.
우리는 방금 물고기 정자를 0으로 보존하기 위한 높은 처리량 방법을 시연했습니다. 이 프로토콜을 수행할 때 권장되는 모든 플라스틱 마모 및 장비를 사용하고 드라이아이스 펠릿이 아닌 분쇄된 분쇄된 드라이아이스를 사용하는 것이 중요합니다. 정말 고품질의 정자와 난자를 사용하는 것이 중요하며, 난자의 경우 체외 수정을 할 때 정자를 깎을 때 가능한 한 많은 수의 난자를 사용하여 다른 쪽 끝에서 얻을 수 있는 가임 배아의 수를 개선하는 것이 중요합니다. 오른쪽?
프로토콜의 또 다른 핵심 구성 요소는 속도입니다. 수컷의 정자를 발현하는 것부터 드라이아이스에 넣는 것까지 약 1분 이상 걸리지 않아야 합니다. 글쎄요, 그게 다인 것 같아요.
실험에 행운을 빕니다.
이 기사는 제브라피쉬의 고처리량 정자 동결보존 프로토콜을 소개하며, 후속 시험관 내 수정에서 평균 25%의 임신율을 달성합니다. 이 프로토콜은 수년에 걸쳐 안정적이며, 제브라피쉬 정자의 효과적인 장기 저장을 가능하게 합니다.
Zebrafish sperm cryopreservation enables long-term genetic resource management in preclinical discovery, supporting consistent model availability for target validation and phenotypic screening. The high-throughput protocol allows cryopreservation of 100 male samples in under two hours, improving operational efficiency in large-scale genetic repositories. Stable 25% fertility rates over multiple years provide predictable outcomes for downstream in vitro fertilization assays, reducing variability in genetic cross experiments.
The method integrates into early discovery workflows by providing a scalable upstream process for generating zebrafish embryos used in target validation, assay development, and phenotypic screening.