Mudanças de temperatura incremental para reprodução e desova máxima em Astyanax mexicanus
14 de fevereiro de 2021
Este artigo descreve as condições básicas de laboratório e protocolos para um regime de temperatura incremental para estimular a desova máxima no tetra mexicano Astyanax mexicanus, que é um modelo emergente para estudos de desenvolvimento e evolutivos.
Assim como o Astyanax mexicanas é um peixe pequeno. É nativa do nordeste do México e sul do Texas. O importante é que ele existe de duas formas.
Uma forma é um peixe que habita a superfície que tem olhos grandes e pigmentação, e a outra forma é um peixe que habita cavernas que perdeu os olhos e perdeu sua pigmentação. Eles ainda são capazes de desovar, de hibridizar uns com os outros, para que possam ser usados em uma análise genética avançada para estudar genética e desenvolvimento. Também possuem grandes embriões transparentes, e podem ser usados para estudar biologia comparativa do desenvolvimento.
Então eles têm sido usados por muitos anos agora como um sistema para entender a evolução do desenvolvimento. Vários dias antes da desova ser desejada, começamos a alimentar melhor os peixes. Também aumentamos a temperatura gradualmente, de tal forma que, no momento em que queremos que eles desovam, eles se submeterão a cerca de dois ou três dias de desova excessiva, produzindo um grande número de embriões fertilizados que se desenvolvem bem e através dos estágios larvais para adultos.
Depois de alimentar os peixes às 10:00 da .m. com uma pitada de flocos de Tetra, verifique a incubadora que será usada para abrigar tigelas de dedos de embriões em desenvolvimento e troque a água se necessário. Verifique o nível de água em todos os reservatórios e adicione água do sistema a todos os reservatórios que estão ficando sem água.
Em seguida, coloque a incubadora a 23 graus Celsius Pelo menos 30 minutos após a primeira alimentação, alimente os peixes nos tanques de reprodução com uma pitada de flocos de gema de ovo, aglomerados de vermes negros suficientes para permitir que cada peixe no tanque consuma cerca de cinco a 10 vermes ou ambos. Pelo menos uma hora após a segunda alimentação, esfregue os tanques de reprodução conforme necessário e cuidadosamente montou redes de reprodução sem interferir no suprimento de ar do tanque. Na manhã seguinte, remova as redes de reprodução dos fundos dos tanques do sistema adulto entre 9:00 e 10:00 da manhã.m.
e use a mangueira presa ao para enxaguar suavemente os embriões em uma rede portátil. Inverta a rede em uma tigela de água limpa do sistema e transfira cerca de 100 embriões por tigela de dedo em 200 mililitros de água limpa do sistema suplementada com 0,00003% azul de metileno. Encenou os embriões sob um microscópio leve para estimar o tempo de fertilização de acordo com o cronograma de desenvolvimento da A-mexicanas.
Após a encenação, coloque as tigelas de dedo em uma incubadora por cinco a sete dias e alimente as culturas com camarão de salmoura vivo. Para cada tanque que derrubou embriões, regisque a data e o número do tanque e regisse o número e a qualidade dos embriões caiu. Regisso tempo médio de desova de acordo com a tabela de encenação e registo da temperatura do sistema no momento em que o peixe desova.
Monitore as tigelas de dedos dos embriões ao longo do dia, usando uma pipeta de pastagem para remover quaisquer embriões e detritos mortos ou deformados, como alimentos não comidos ou fezes, e mudando a água azul conforme necessário. Às 13:00.m. alimentam os peixes nos tanques de reprodução como demonstrado e definem a temperatura da água para 24 graus Celsius.
Em seguida, remova qualquer excesso de alimentos e detritos dos tanques e esfregue os tanques antes de redefinir as redes. Na quarta e quinta-feira, repita a coleta e avaliação do embrião, conforme demonstrado para terça-feira. Alimente os peixes e coloque a água na temperatura apropriada.
Verifique os embriões na incubadora e substitua a água da tigela de dedo por água tratada do sistema tratado de metileno fresco. Em seguida, limpe os tanques de reprodução conforme necessário e reinicie as redes. Na sexta-feira, após a alimentação dos peixes, atearam 23 graus Celsius e verificar os embriões na incubadora.
No sábado e domingo, alimente os peixes. Neste número, são mostrados os dados de reprodução de julho de 2017 a março de 2020 para os peixes de superfície rio choy e texas e os peixes-caverna Los Sabinos, Tinaha e Pachon. Os dados foram analisados por semana de reprodução e o número médio de embriões coletados por dia durante uma única semana de reprodução.
Os dados indicam que a reprodução foi contínua ao longo do ano em peixes da superfície do Rio Choy e texas e em peixes-caverna pachon. A quantidade e a qualidade da maioria dos peixes da superfície do Rio Choy estavam entre baixo e alto, enquanto a quantidade e a qualidade da maioria dos peixes superficiais do Texas e peixes-caverna pachon estavam entre baixo e médio. A ocorrência de desova não foi contínua em tinaja ou los sabinos peixes da caverna, com a desova sendo baixa ou inexistente durante o final do verão até o outono nestes peixes.
Embora os menores níveis de desova tenham sido registrados para os peixes das cavernas de Los Sabinos, a qualidade dos embriões foi a melhor. No geral, este peixe superficial exibiu uma melhor quantidade de desova e qualidade do que os peixes-caverna. Usando este sistema, podemos desovar centenas, na verdade milhares de ovos bimestariamente, e esses ovos são então usados, esses embriões são então usados para muitos propósitos diferentes.
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Visão Geral
Este artigo descreve as condições e protocolos laboratoriais básicos para um regime de temperatura incremental com o objetivo de estimular a desova máxima no tetra-mexicano Astyanax mexicanus, um modelo emergente para estudos de desenvolvimento e evolução.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Biologia do Desenvolvimento
- Biologia Evolutiva
Antecedentes
- Astyanax mexicanus existe em duas formas: um peixe que vive na superfície e um peixe que vive em cavernas.
- A forma de superfície possui olhos grandes e pigmentação, enquanto a forma cavernícola perdeu ambas as características.
- As duas formas são capazes de se reproduzir e hibridizar.
- Esta espécie é utilizada em análises genéticas diretas para estudar genética e desenvolvimento.
Objetivo do Estudo
- Estabelecer protocolos para estimular a desova em Astyanax mexicanus.
- Utilizar esta espécie em estudos comparativos de biologia do desenvolvimento.
- Explorar as implicações genéticas e do desenvolvimento das duas formas.
Métodos Utilizados
- Regime incremental de temperatura para estimulação da desova.
- Protocolos laboratoriais para manter peixes em condições controladas.
- Observação de comportamentos e resultados reprodutivos.
- Estudos de hibridização entre as duas formas.
Resultados Principais
- A desova bem-sucedida foi alcançada sob as condições de temperatura especificadas.
- As duas formas de Astyanax mexicanus demonstraram capacidade de hibridização.
- Embriões grandes e transparentes foram produzidos para estudos posteriores.
- Os resultados apoiam o uso desta espécie em pesquisas genéticas e do desenvolvimento.
Conclusões
- Os protocolos estabelecidos podem aumentar o sucesso reprodutivo em Astyanax mexicanus.
- Esta espécie constitui um modelo valioso para o estudo de processos evolutivos e desenvolvimentais.
- Pesquisas futuras podem se basear nestes achados para explorar mecanismos genéticos.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A produção confiável de embriões grandes e de alta qualidade de Astyanax mexicanus permite estudos comparativos robustos em biologia do desenvolvimento e evolutiva. A modulação incremental da temperatura fornece um fluxo de trabalho reprodutível para gerar embriões em larga escala, apoiando a redução de riscos mecanicistas e a validação de alvos na fase inicial de descoberta. Essa capacidade sustenta as linhas de pesquisa translacional que exigem sistemas modelo consistentes e relevantes para doenças, para testes de hipóteses e triagem fenotípica.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite a investigação de mecanismos de desenvolvimento e evolução utilizando sistemas modelo geneticamente acessíveis.
- Apoia a validação funcional de alvos ao fornecer embriões para análise genética direta e ensaios fenotípicos.
- Facilita a redução de riscos mecanicistas por meio da manipulação controlada de variáveis ambientais.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Fornece produção padronizada e de alto rendimento de embriões para fluxos de trabalho de triagem posteriores.
- Garante a reprodutibilidade e escalabilidade de ensaios que exigem estágios de desenvolvimento sincronizados.
- Permite a avaliação quantitativa de fenótipos morfológicos e comportamentais em diferentes origens genéticas.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha as saídas do sistema modelo com características relevantes para a doença, visando a descoberta translacional de biomarcadores.
- Garante continuidade do estágio inicial de descoberta até a validação pré-clínica, permitindo estudos em larga escala e reprodutíveis.
- Reduz o risco biológico por meio da padronização da qualidade dos embriões e do cronograma de desenvolvimento.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
A indução progressiva de desova por temperatura integra-se ao contínuo de descobertas, desde os primeiros testes de hipóteses até o desenvolvimento de modelos pré-clínicos.
- Biologia da Descoberta: Fornece uma plataforma para estudos baseados em hipóteses sobre vias de desenvolvimento e mecanismos evolutivos.
- Triagem: Fornece embriões de alta qualidade e reprodutíveis para ensaios de triagem fenotípica e genética.
- Análises: Permite a medição quantitativa de desfechos desenvolvimentais e morfológicos em diferentes condições experimentais.
- Pesquisa Translacional: Apoia a correlação entre os resultados do modelo e as características de doenças humanas, quando relevante.
- Reutilização Empresarial: Estabelece um fluxo de trabalho escalável e reutilizável para programas contínuos de P&D que exigem fornecimento consistente de embriões.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva e reduz a ambiguidade mecanicista em estudos do desenvolvimento.
- Valor Operacional: Padroniza a produção de embriões, melhorando a reprodutibilidade e a produtividade.
- Valor Estratégico: Permite decisões mais assertivas de prosseguimento ou interrupção ao fornecer resultados confiáveis do sistema modelo.
- Impacto no Portfólio: Apoia a priorização e o avanço ajustados ao risco de programas em estágio de descoberta.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em manejo de sistemas modelo aquáticos e estadiamento do desenvolvimento.
- Requer infraestrutura para regulação e monitoramento controlados da temperatura.
- Exige padronização entre equipes dos protocolos de alimentação, desova e manipulação de embriões.
- Pode ser necessária adaptação para diferentes morfos de Astyanax ou espécies relacionadas.
- A frequência de desova e a qualidade dos embriões podem variar conforme a origem genética e as condições ambientais.
