Name: Mała rybka, wielkie pytania: zbiór nowoczesnych technik do meksykańskich badań nad tetra (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-24T00:00:00.000+00:00
Duration: 2 s
Description: Poznaj nowoczesne techniki badawcze Astyanax mexicanus, w tym manipulację genami, obrazowanie neuromastów i pomiar aktywności behawioralnej. Te protokoły wspierają badania nad ewolucją, rozwojem i neurobiologią jaskiniowej ryby meksykańskiej.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy potwierdzają finansowanie z National Institutes of Health (NH089934, DK108495). F. Leal i A. Powers są uznani za redakcję.

<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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Pomimo długotrwałego zainteresowania pochodzeniem różnorodności zwierząt, mamy ograniczoną wiedzę na temat zmian genetycznych, które leżą u podstaw ewolucji morfologii, fizjologii i zachowania. Tetra meksykańska, Astyanax mexicanus, stała się potężnym modelem, który pogłębia nasze zrozumienie ewolucji cech. Ten gatunek ryb występuje jako dwa morfotypy, morf zamieszkujący rzekę o oczach (ryba powierzchniowa), który występuje obficie w rzekach w Meksyku i południowym Teksasie, oraz bezoki morf żyjący w jaskiniach (ryby jaskiniowe), które rozwijają się w wiecznie ciemnych wapiennych jaskiniach w regionie Sierra del Abra w północno-wschodnim Meksyku1. Znanych jest 29 populacji jaskiniowych, które powstały w wyniku co najmniej dwóch niezależnych inwazji ryb powierzchniowych 2,3. Morfy jaskiniowe i rzeczne pozostały interferyjne i są łatwe do rozmnażania w laboratorium, co pozwala naukowcom na genetyczne mapowanie cech, które ewoluują w odpowiedzi na unikalne naciski selekcyjne w jaskini. Na przykład brak światła doprowadził do regresji oczu 4,5,6,7,8,9, pigmentu 10,11,12,13,14 i snu 15,16,17,18,19; Ograniczenie składników odżywczych wybrało przejadanie się20, przyrost masy ciała21 i magazynowanie tłuszczu22; A nawigowanie w ciemności sprzyja zwiększonej zdolności wyczuwania otoczenia 23,24,25,26,27,28. Coraz więcej badaczy wykorzystuje tę rybę do badania genetycznych podstaw ewolucji. Ponieważ niektóre cechy, które są adaptacyjne u ryb jaskiniowych, są szkodliwe dla ludzi, ryby jaskiniowe stały się również atrakcyjne dla badań biomedycznych 21,29,30,31. Mając na celu promowanie odtwarzalności i zapewnienie platformy dla nowych badaczy, ta kolekcja metod JoVE zawiera techniki hodowli, pomiaru cech i badania aktywności genów.
Jako punkt wyjścia należy zastosować procedurę zapłodnienia in vitro zademonstrowaną przez Peuß i wsp. 32 służy wielu celom, ponieważ zapewnia metodę uzyskiwania 1) hybryd jaskiniowo-powierzchniowych, które mogą być trudne do wyhodowania, 2) zarodków w stadium jednokomórkowym do mikroiniekcji oraz 3) próbek dopasowanych do etapu do analizy fenotypów embrionalnych. A. mexicanus zazwyczaj składa ikrę w nocy. Peuß i wsp. Opisz system zmiany cyklu światło-ciemność i uzyskanie ryb, które są przygotowane do pobierania gamet w normalnych godzinach pracy. Ich wizualna demonstracja zbierania gamet jest szczególnie pomocna, ponieważ ten krok wymaga starannej techniki. Ich artykuł ma zasadnicze znaczenie dla wielu dalszych zastosowań, w tym dla porównania wzorców ekspresji genów podczas embriogenezy.
Luc i wsp. 33 zapewniają solidny protokół hybrydyzacji in situ zoptymalizowany pod kątem wizualizacji ekspresji genów w zarodkach A. mexicanus . Upraszczają tę wielodniową procedurę za pomocą listy kontrolnej (dostarczonej jako plik dodatkowy) i udostępniają wskazówki dotyczące rozwiązywania problemów. Uzupełnieniem tej metody są Riddle i wsp. 34 pokazują, jak badać ekspresję genów i lokalizację białek u wyklutych ryb przy użyciu immunohistochemii Wholemount. Aby dokonać znaczących porównań morfotypów po wykluciu i rozpoczęciu karmienia, konieczne jest kontrolowanie warunków wzrostu. Pokazują, jak rozmnażać dorosłe osobniki poprzez naturalne tarło i hodować larwy w ustalonych zagęszczeniach na diecie wrotka, która ma znaczne zalety pod względem zawartości składników odżywczych i kosztów w porównaniu z innymi źródłami pożywienia. Ich protokół barwienia immunologicznego z powodzeniem rozpoznaje antygeny w mózgu, jelitach i trzustce dopiero po 12 dniach od wyklucia, co pozwala na zbadanie późnych etapów rozwoju i funkcji narządów. Co ważne, dostarczają one listę przeciwciał, które zostały z powodzeniem zastosowane u A. mexicanus. Połączone metody Luca i wsp. oraz Riddle i wsp. są przydatne do analizy skutków manipulacji genetycznych.
W tym zbiorze metod, Stahl i wsp. 35 opisuje wiele sposobów manipulowania funkcją genów u A. mexicanus , w tym: mikroiniekcję morfolino, mutagenezę za pośrednictwem CRISPR-Cas9 i transgenezę za pośrednictwem Tol2. Oprócz zademonstrowania picoiniekcji i badań przesiewowych wstrzykniętych zarodków, dostarczają one pomocnych wskazówek dotyczących projektowania morfolinosów, przewodników RNA i transgenów. Dzielą się wynikami, które potwierdzają każdą z tych technik. Na przykład, celowanie w hipokretynę/oreksynę (HCRT) za pomocą morfoliny blokującej splot zmniejsza aktywność lokomotoryczną i zwiększa sen u ryb jaskiniowych; edycja oca2 (przyczynowego locus albinizmu ryb jaskiniowych) u ryb powierzchniowych przy użyciu CRISPR/Cas9 daje ryby powierzchniowe albinosów; a wprowadzenie genetycznie kodowanego wskaźnika wapnia napędzanego przez panneuronalny promotor danio pręgowanego za pomocą transgenezy Tol2 osiąga prawie wszechobecną ekspresję neuronalną w tetrze meksykańskiej. Zwracają uwagę, że wiele narzędzi genetycznych opracowanych u danio pręgowanego może być bezpośrednio przeniesionych na ryby jaskiniowe ze względu na ich podobne genomy. Ich artykuł jest niezbędnym źródłem informacji dla naukowców przeprowadzających badania funkcjonalne nad A. mexicanus i uzupełnia dodatkowe artykuły koncentrujące się na pomiarze fenotypów, w tym zachowania.
Ryby jaskiniowe znacznie ograniczyły sen i zmieniły rytm okołodobowy 36,37,38. Jest to ekscytująca okazja do zbadania wpływu genetyki i środowiska na zmienność snu u kręgowców. Jaggard i wsp. 39 pokazują, jak zbudować system z niedrogich materiałów, który można wykorzystać do rejestrowania snu na różnych etapach życia i w różnych kontekstach. Ponadto opisują, jak zautomatyzować śledzenie ryb w tej konfiguracji i uzyskać pomiary ilościowe dla snu i lokomocji. Opracowana przez nich technika ma zastosowanie w wysokoprzepustowych badaniach przesiewowych leków i genetyki, a także w tradycyjnych badaniach mapowania genetycznego.
Oprócz zmniejszonego snu, ryby jaskiniowe wyewoluowały różnice w czynnościach lokomotorycznych związanych z żerowaniem, w tym zmieniony kąt żerowania i przyciąganie wibracji 16,30,40. Kluczowe dla zrozumienia, w jaki sposób te działania ewoluowały, jest powiązanie ich ze zmianami rozwojowymi. Worsham i wsp. 41 przedstawia metody rejestrowania zachowań i korelowania ich ze zmianami w neuromastach; zewnętrzne struktury mechanosensoryczne, które reagują na przepływ wody. Najpierw pokazują, jak tworzyć komory do rejestrowania przyciągania drgań i snu, a także szczegółowo opisują, jak określić ilościowo zachowania za pomocą bezpłatnego oprogramowania i konfigurowalnych skryptów. Następnie pokazują, jak wizualizować neuromasty u żywych dorosłych ryb za pomocą fluorescencyjnego barwnika mitochondrialnego i ponownie, przy użyciu wolnego oprogramowania, jak określić ilościowo liczbę neuromastów w sposób półautomatyczny. Przyciąganie drgań i liczba neuromasztów są ze sobą skorelowane23; Ich metoda zapewnia protokół krok po kroku do zbadania tej relacji. Metody Jaggarda i Worshama mogą być wykorzystane do odkrycia dodatkowych zachowań, a także mogą być stosowane do innych gatunków ryb. Metody te dają ilościowe i spójne wyniki, które są niezbędne do odkrycia genetycznych podstaw ewolucji behawioralnej.
Nowoczesne techniki pomiaru i manipulowania funkcją genów przesunęły badania ewolucyjne z porównawczych na mechanistyczne. Łącznie, artykuły zawarte w tym zbiorze metod służą jako przewodnik do prowadzenia badań nad funkcją genów u A. mexicanus. Podczas gdy naukowcy odkryli fascynujące różnice w morfologii, fizjologii i zachowaniu między morfami powierzchniowymi i jaskiniowymi, istnieje wiele cech, które nie zostały jeszcze szczegółowo zbadane, a prawdopodobnie więcej do odkrycia. W miarę jak będziemy wykonywać kolejne prace, ta mała rybka będzie nadal miała duży wpływ na nasze zrozumienie ewolucji.

mała rybka, wielkie pytania: zbiór nowoczesnych technik do meksykańskich badań nad tetra

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

Omówione artykuły:
Stahl, B. A. et al. Manipulacja funkcją genów u meksykańskich ryb jaskiniowych. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (146) (2019).
Peuß, R. et al. Pobieranie gamet i zapłodnienie in vitro Astyanax mexicanus. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (147) (2019).
Worsham, M. et al. Śledzenie zachowań i obrazowanie neuromastów meksykańskich ryb jaskiniowych. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (147) (2019).
Jaggard, J.B., Lloyd, E., Lopatto, A., Duboue, E.R., Keene, A.C. Zautomatyzowane pomiary snu i aktywności lokomotorycznej u meksykańskich ryb jaskiniowych. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (145) (2019).
Luc, H., Sears, C., Raczka, A., Gross, J.B. Wholemount In Situ Hybridization for Astyanax Embryos. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (145) (2019).
Riddle, M., Martineau, B., Peavey, M., Tabin, C. Hodowla meksykańskiego Tetra Astyanax mexicanus do analizy fenotypów post-larwalnych i immunohistochemii całego wierzchowca. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (142) (2018).

Mała rybka, wielkie pytania: zbiór nowoczesnych technik do meksykańskich badań nad tetra

Articles Discussed:
Stahl, B. A. et al. Manipulation of Gene Function in Mexican Cavefish. Journal of Visualized Experiments. (146) (2019).
Peu&#223;, R. ...

little-fish-big-questions-collection-modern-techniques-for-mexican

Without Section

Poznaj nowoczesne techniki badawcze Astyanax mexicanus, w tym manipulację genami, obrazowanie neuromastów i pomiar aktywności behawioralnej. Te protokoły wspierają badania nad ewolucją, rozwojem i neurobiologią jaskiniowej ryby meksykańskiej.

Mała rybka, wielkie pytania: zbiór nowoczesnych technik do meksykańskich badań nad tetra

Przeglądaj więcej filmów