Name: Peixinho, grandes questões: uma coleção de técnicas modernas para a pesquisa tetra mexicana (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-24T00:00:00.000+00:00
Duration: 2 s
Description: Aprenda técnicas modernas para pesquisa com Astyanax mexicanus, incluindo manipulação genética, coleta de gametas, rastreamento comportamental e imagem de neuromastas.

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Os autores reconhecem o financiamento dos Institutos Nacionais de Saúde (NH089934, DK108495). F. Leal e A. Powers são reconhecidos pela edição.

<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>

Os autores não têm nada a divulgar.

Apesar de um interesse de longa data nas origens da diversidade animal, temos uma compreensão limitada das mudanças genéticas subjacentes à evolução da morfologia, fisiologia e comportamento. O tetra mexicano, Astyanax mexicanus, emergiu como um modelo poderoso para aprofundar nossa compreensão de como as características evoluem. Esta espécie de peixe existe como dois morfotipos, um morfo que habita o rio com olhos (peixes de superfície) que é abundante em rios do México e do sul do Texas, e morfos que vivem em cavernas sem olhos (peixes das cavernas) que prosperam nas cavernas de calcário perpetuamente escuras na região de Sierra del Abra, no nordeste do México1. Existem 29 populações de cavernas conhecidas que se originaram de pelo menos duas invasões independentes de peixes de superfície 2,3. Os morfos da caverna e do rio permaneceram interférteis e são fáceis de reproduzir em laboratório, permitindo que os pesquisadores mapeiem geneticamente as características que evoluem em resposta às pressões seletivas únicas na caverna. Por exemplo, a ausência de luz levou à regressão dos olhos 4,5,6,7,8,9, pigmento 10,11,12,13,14 e sono 15,16,17,18,19; a limitação de nutrientes selecionou comer demais20, ganho de peso21 e armazenamento de gordura22; e navegar no escuro promoveu maior capacidade de sentir o ambiente 23,24,25,26,27,28. Um número crescente de pesquisadores está aproveitando esse peixe para explorar a base genética da evolução. Como algumas características adaptativas em peixes das cavernas são prejudiciais em humanos, o peixe das cavernas também se tornou atraente para pesquisas biomédicas21 , 29 , 30 , 31 . Com o objetivo de promover a reprodutibilidade e fornecer uma plataforma para novos investigadores, esta coleção de métodos JoVE fornece técnicas para manejo, medição de características e exame da atividade gênica.
Como ponto de partida, o procedimento de fertilização in vitro demonstrado por Peuß et al. 32 serve a vários propósitos, pois fornece um método para obter 1) híbridos de caverna / superfície que podem ser difíceis de reproduzir, 2) embriões de estágio unicelular para microinjeções e 3) amostras de estágio correspondente para análise de fenótipos embrionários. A. mexicanus normalmente desova durante a noite. Peuß et al. descrever um sistema para alterar o ciclo claro-escuro e obter peixes preparados para a coleta de gametas durante o horário normal de trabalho. Sua demonstração visual da coleta de gametas é particularmente útil, pois esta etapa requer uma técnica cuidadosa. Seu artigo é essencial para uma série de aplicações a jusante, incluindo a comparação de padrões de expressão gênica durante a embriogênese.
Luc et al. 33 fornecem um protocolo robusto de hibridização in situ otimizado para visualizar a expressão gênica em embriões de A. mexicanus . Eles simplificam esse procedimento de vários dias usando uma lista de verificação (fornecida como um arquivo suplementar) e compartilham diretrizes para solução de problemas. Complementar a este método, Riddle et al. 34 mostram como examinar a expressão gênica e a localização de proteínas em peixes nascidos usando imuno-histoquímica de montagem inteira. Para fazer comparações significativas entre os morfotipos após a eclosão e o início da alimentação, é necessário controlar as condições de crescimento. Eles mostram como criar adultos por meio da desova natural e criar larvas em densidades fixas em uma dieta de rotíferos que tem vantagens consideráveis no conteúdo de nutrientes e custo em comparação com outras fontes de alimento. Seu protocolo de imunocoloração reconhece com sucesso antígenos no cérebro, intestino e pâncreas até 12 dias após a eclosão, permitindo que os estágios finais do desenvolvimento e função dos órgãos sejam interrogados. É importante ressaltar que eles fornecem uma lista de anticorpos que foram usados com sucesso em A. mexicanus. Os métodos combinados de Luc et al. e Riddle et al. são úteis para analisar os efeitos da manipulação genética.
Nesta coleção de métodos, Stahl et al. 35 descrevem várias maneiras de manipular a função gênica em A. mexicanus , incluindo: microinjeção de morfolino, mutagênese mediada por CRISPR-Cas9 e transgênese mediada por Tol2. Além de demonstrar a pico-injeção e a triagem de embriões injetados, eles fornecem diretrizes úteis para projetar morfolinos, RNAs guia e transgenes. Eles compartilham resultados que validam cada uma dessas técnicas. Por exemplo, direcionar a hipocretina / orexina (HCRT) usando um morfolino bloqueador de splice reduz a atividade locomotora e aumenta o sono em peixes das cavernas; editar OCA2 (o locus causador do albinismo de peixes das cavernas) em peixes de superfície usando CRISPR / Cas9 produz peixes de superfície albinos; e a inserção de um indicador de cálcio geneticamente codificado impulsionado por um promotor pan-neuronal de peixe-zebra usando a transgênese Tol2 atinge uma expressão neuronal quase onipresente no tetra mexicano. Eles apontam que muitas das ferramentas genéticas desenvolvidas no peixe-zebra podem ser transferidas diretamente para os peixes das cavernas por causa de seus genomas semelhantes. Seu artigo é um recurso essencial para pesquisadores que realizam estudos funcionais em A. mexicanus e complementa os artigos adicionais focados na medição de fenótipos, incluindo comportamento.
Os peixes das cavernas reduziram drasticamente o sono e alteraram o ritmo circadiano 36,37,38. Isso representa uma excelente oportunidade para investigar a contribuição da genética e do ambiente para a variação do sono em um vertebrado. Jaggard et al. 39 mostram como construir um sistema a partir de materiais baratos que podem ser usados para registrar o sono em diferentes estágios da vida e em diferentes contextos. Além disso, eles descrevem como automatizar o rastreamento de peixes nessa configuração e obter medições quantitativas de sono e locomoção. Sua técnica é aplicável para triagem genética e de medicamentos de alto rendimento, bem como estudos tradicionais de mapeamento genético.
Além do sono reduzido, os peixes das cavernas desenvolveram diferenças nas atividades locomotoras ligadas ao forrageamento, incluindo ângulo de alimentação alterado e atração de vibração 16,30,40. Central para entender como essas atividades evoluíram é vinculá-las a mudanças de desenvolvimento. Worsham et al. 41 apresentam métodos para registrar comportamentos e correlacioná-los com mudanças nos neuromastros; estruturas mecanosensoriais externas que respondem ao fluxo de água. Eles primeiro mostram como criar câmaras para registrar a atração vibratória e o sono, e fornecem uma descrição detalhada de como quantificar os comportamentos usando software livre e scripts personalizáveis. Em seguida, eles demonstram como visualizar neuromastos em peixes adultos vivos usando uma coloração mitocondrial fluorescente e, novamente, usando software livre, como quantificar o número de neuromastos de forma semi-automatizada. A atração vibratória e o número de neuromastos estão correlacionados23; Seu método fornece um protocolo passo a passo para interrogar essa relação. Os métodos de Jaggard e Worsham podem ser usados para descobrir comportamentos adicionais e também podem ser aplicados a outras espécies de peixes. Esses métodos produzem resultados quantitativos e consistentes que são essenciais para descobrir a base genética da evolução comportamental.
Técnicas modernas para medir e manipular a função do gene levaram os estudos evolutivos de comparativos a mecanicistas. Combinados, os artigos desta Coleção de Métodos servem como um guia para realizar investigações da função gênica em A. mexicanus. Embora os pesquisadores tenham descoberto diferenças fascinantes na morfologia, fisiologia e comportamento entre os morfos da superfície e das cavernas, há muitas características que ainda precisam ser exploradas em detalhes e provavelmente mais a serem descobertas. À medida que mais trabalho é feito, esse peixinho continuará a ter um grande impacto em nossa compreensão da evolução.

peixinho, grandes questões: uma coleção de técnicas modernas para a pesquisa tetra mexicana

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

Artigos Discutidos:
Stahl, B. A. et al. Manipulação da função gênica em peixes das cavernas mexicanos. Jornal de Experimentos Visualizados. (146) (2019).
Peuß, R. et al. Coleção de gametas e fertilização in vitro de Astyanax mexicanus. Jornal de Experimentos Visualizados. (147) (2019).
Worsham, M. et al. Rastreamento comportamental e imagens de neuromastos de peixes das cavernas mexicanos. Jornal de Experimentos Visualizados. (147) (2019).
Jaggard, J.B., Lloyd, E., Lopatto, A., Duboue, E.R., Keene, A.C. Medições automatizadas do sono e da atividade locomotora em peixes das cavernas mexicanos. Jornal de Experimentos Visualizados. (145) (2019).
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Riddle, M., Martineau, B., Peavey, M., Tabin, C. Criando o mexicano Tetra Astyanax mexicanus para análise de fenótipos pós-larvais e imuno-histoquímica de montagem total. Jornal de Experimentos Visualizados. (142) (2018).

Peixinho, grandes questões: uma coleção de técnicas modernas para a pesquisa tetra mexicana

Artigos Discutidos:
Stahl, B. A. et al. Manipulation of Gene Function in Mexican Cavefish. Journal of Visualized Experiments. (146) (2019).
Peuß, R. ...

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Aprenda técnicas modernas para pesquisa com Astyanax mexicanus, incluindo manipulação genética, coleta de gametas, rastreamento comportamental e imagem de neuromastas.

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