В этом протоколе мы продемонстрировать как породы Астианакт гракл взрослых, поднять личинки и выполнять целом гора иммуногистохимия на пост личинок рыб для сравнения фенотипов поверхности и пещера Морфотипы.
Методическая статья
В этом протоколе мы продемонстрировать как породы Астианакт гракл взрослых, поднять личинки и выполнять целом гора иммуногистохимия на пост личинок рыб для сравнения фенотипов поверхности и пещера Морфотипы.
Реки и пещеры адаптированных популяций Астианакт гракл показывают различия в морфологии, физиологии и поведения. Исследования сосредоточены на сравнении взрослых форм выявило генетическую основу некоторых из этих различий. Меньше известно о отличиях населения на пост личиночных стадиях (в начале кормления). Такие исследования могут обеспечить проницательность в как cavefish выжить до зрелого возраста в их естественной среде. Методы для сравнения развития после личинок в лаборатории требуют стандартизированных аквакультуры и кормления режимов. Здесь мы опишем, как привлечь рыбу на диете коловраток питательн-богатые люди в воде циркуляционные для до двух недель пост оплодотворения. Мы продемонстрируем собирать после личинок рыб из этого питомника системы и выполнять иммуноокрашивания целом гора. Иммуноокрашивания является привлекательной альтернативой трансген выражение анализа для изучения развития и функции гена в A. гракл. Питомник метод может также использоваться как стандартный протокол для установления соответствия плотности населения для роста в взрослых.
Мексиканский тетра, гракл Астианакт, является один вид рыб, который существует как река жилого популяций (поверхности рыбы) и ряд местонахождения троглофильных населения (cavefish) с именем пещеры, которые они населяют (т.е. Tinaja, Молино, Pachón). Растущее количество исследователей используют A. гракл расследовать генетические и развития основы поведенческих1,2,3,4, метаболические5,6 ,,78и морфологической эволюции9,10,11. Имеющиеся ресурсы для исследования A. гракл включают последовательности и аннотированный генома12; транскриптом13; развития промежуточной таблице14; методы для разведения15,16,17, создавая мутация18, и редактирования генов19. Распространение дополнительных инструментов и обновленные стандартные протоколы ускорит рост cavefish научно-исследовательского сообщества (см. Этот методы сбора20).
Наша цель – чтобы добавить существующие Справочника инструментов, обеспечивая надежный метод оценки гена деятельность на местах в постсоветском личиночной A. гракл, в аналогии между лабораториями. Есть две проблемы для достижения этой цели. Во-первых существует необходимость для стандартизированных режимов для штриховки и разведение рыбы между лабораториями, как различия в параметрах, таких как питание и плотность влияют на рост и созревание, таким образом влияющие на активность гена. Во-вторых существует необходимость для метода стандартизированных еще адаптированы для изучения моделей активности генов в постсоветском личинок рыб. Мы эти вопросы здесь, создания стандартной практики для разведение рыбы на пост личиночной стадии и внедрения надежной иммуногистохимия целом гора (IHC) протокол для оценки экспрессии генов в A. гракл.
Мы сначала продемонстрировать как развести рыбу через естественный нерест и идентифицировать оплодотворенных яиц. Описано далее, как Люк оплодотворенных яиц (личинки) и перенести их в питомник контейнеров, где они поддерживаются на плотность 20 рыб в контейнере в течение двух недель без рециркуляции или меняя воду. В 5-дневный пост оплодотворение рыба разработали после личиночной стадии (не имеющих желток питания) и предоставляются кормили водоросли Brachionus складчатое (коловраток) в качестве источника пищи питательн-богатые люди, которые не требуют ежедневного пополнения. Этот метод обеспечивает стабильный рост параметры для развития личинок и пост личинок.
Для оценки функции гена, мы демонстрируем как удалить рыбы из питомника контейнеров и выполнять IHC целом гора. IHC метод представил заимствован из протоколов, разработанных для использования с данио рерио21 и эффективна для изучения антигены во всех тканях A. гракл испытания, включая мозг, кишечника и поджелудочной железы. IHC является более быстрой альтернативой создания трансгенных животных для изучения экспрессии генов и белков локализации. Этот протокол будет полезным для исследований, направленных на рост A. гракл и сравнивая фенотипов поверхности рыбы и cavefish на пост личиночных стадиях.
Процедуры, описанные в этот протокол были одобрены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) при Гарвардской медицинской школе.
1. Разведение
Примечание: Существует несколько опубликованных методов для разведения15,16,17,20 , которые также могут быть использованы на этот шаг. Перед селекции, взрослых рыб ведутся на 10:14 свет: темные цикла при 23 ° C и откармливаются Пелле (см. таблица материалов) один раз в день. Рыбы могут быть разводят в рециркуляционные системы с механической фильтрации и УФ стерилизации. Разведение также может быть достигнуто в статические (без рециркуляции) танков, но рыбы не следует оставлять в статической танк для более чем 3 дней, как быстро ухудшает качество воды.
2. Кроме того, штриховку оплодотворенные яйца
3. Передача вылупившиеся личинки питомник контейнеров
4. Подготовка на основе коловратки рыб
5. питание после личинок рыб
6. всего гора иммуногистохимия пост личинок рыб
Таблица 1 показывает успех в течение одного года размножения поверхности рыбы и Tinaja, Молино и Pachón cavefish в цистернах статических размножения. Поверхность и Pachón нерестится с оплодотворенной всегда зародышей вылупились личинки, в то время как Molino и Tinaja были неудачными, некоторое время (2/6 и 2/18, нереста события не производят вылупившиеся личинки, соответственно). Есть различия в размере сцепления, как представляется, не объяснить возраст рыбы родительского. Таблица 2 показывает общее количество вылупившиеся личинки, результатом некоторых из нереста событий и возраст рыбы родительского. В целом, мы обнаружили, что поверхности рыбы производят наибольшее количество личинок на икру (средняя 1550 ± 894, n = 5), а затем Pachón (средняя 879 ± 680, n = 6), Tinaja (среднее ± 570 373, n = 11) и Молино (средняя 386 ± 276, n = 3). Количество личинок производится обычно больше, чем необходимо на эксперимент или для роста в взрослых. Мы обычно созданы 6-18 питомник контейнеры (120-360 личинки) и усыпить оставшихся рыбы.
Чтобы измерить успех Протокола питомника мы записали количество вылупившиеся личинки и выживших после личинок рыб от успешного нереста событий. Таблица 3 показывает данные от 1 месяца разводить в рециркуляционных танков и включает в себя количество личинок, переданы питомник контейнеры, которые дошли до 14 dpf. В течение этого месяца выживаемость варьировались от 41-81%, что приводит к 65-293 рыбы доступны на населения для экспериментов или роста в взрослых.
Чтобы определить, если иммуноокрашивания целом гора является успешным, мы сравнили флуоресценции образцы инкубировали с основное антитело для тех, кто инкубировали с вторичное антитело только. Флуоресцентного сигнала видна только в рыбе, инкубировали с основное антитело. Мы использовали этот протокол для успешно нейронов10 (рис. 1) и клеток поджелудочной железы6 label на этапах до 12,5 dpf в обе поверхности и пещера Морфотипы.

Рисунок 1: маркировка нейрон. Целом гора иммуноокрашивания из A. гракл. Изображение 12,5 dpf поверхности рыбы () и Pachón cavefish (b). Изображение области середине тела [насиженным желтой канве, показано в (a) и (b)] поверхности рыбы (c) и Pachón cavefish (d) окрашенных с Пан нейронов антитела (Ху). (e) Confocal образ региона поверхности рыбы кишки показаны кишечных нейронов (Ху) и их прогнозов (ацетилированный тубулин). Для этого изображения кишечника был расчлененный и монтируется в среде, содержащей DAPI пятно ядер. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
| населения | попытки | нереста события | муфты |
| поверхность | 94 | 23 | 23 |
| Molino | 110 | 6 | 4 |
| Pachón | 167 | 13 | 13 |
| Tinaja | 242 | 18 | 16 |
Таблица 1: резюме данных из одного года селекции A. гракл в статических танков. Количество размножения попыток, нереста события, в результате и количество нереста события, которые произведены вылупившихся личинок.
| населения | возраст родителей | Вылупившиеся личинки |
| поверхность | 1 год | 989 |
| поверхность | 1 год | 1050 |
| поверхность | 3-х лет | 2214 |
| поверхность | 3-х лет | 432 |
| поверхность | 3-х лет | 1768 |
| поверхность | 4 лет | 2852 |
| Pachón | 1 год | 1194 |
| Pachón | 1 год | 1933 |
| Pachón | 1.5 года | 371 |
| Pachón | 3-х лет | 480 |
| Pachón | 4 лет | 1190 |
| Pachón | 4 лет | 110 |
| Tinaja | 9 месяцев | 259 |
| Tinaja | 9 месяцев | 253 |
| Tinaja | 10 месяцев | 1100 |
| Tinaja | 11 месяцев | 857 |
| Tinaja | 1 год | 713 |
| Tinaja | 1 год | 853 |
| Tinaja | 1 год | 542 |
| Tinaja | 1.5 года | 360 |
| Tinaja | 1.5 года | 58 |
| Tinaja | 1.5 года | 1100 |
| Tinaja | 4 лет | 185 |
| Molino | 2,5 года | 460 |
| Molino | 2,5 года | 619 |
| Molino | 3-х лет | 81 |
Таблица 2: приблизительная женский возраст и количество вылупившиеся личинки из отдельных нереста событий из указанных населения A. гракл.
| населения | попытки | нереста события | муфты | Размер муфты | Личинки переданы питомник чашки | После личинок рыб на 14dpf | выживание (%) |
| поверхность | 4 | 3 | 2 | 576 и 1728 | 360 | 174 | 48 |
| Molino | 4 | 2 | 1 | 228 | 159 | 65 | 41 |
| Tinaja | 4 | 1 | 1 | 1952 | 175 | 93 | 53 |
| Pachón | 4 | 1 | 1 | 1696 | 360 | 293 | 81 |
Таблица 3: сводка данных из одного месяца племенных A. гракл рециркуляционные системы и повышение личинки. Количество разведение попытки, в результате чего нереста события, муфты, производимых вылупившиеся личинки, среднее количество личинок за сцепление, личинки, переданы в питомник контейнеров и пост личинок рыб находящихся в контейнерах питомник после 14 дней.
Сравнивая активность генов между поверхностью и пещера A. гракл требует тщательно контролируемых параметров окружающей среды и методов, которые могут реплицироваться лаборатории. Наш протокол для повышения A. гракл обеспечивает последовательное питательности во время развития после личинок. После этого режима кормления функции гена можно уверенно сравнить между населением, с использованием протокола надежные иммуногистохимии, которую мы представляем. Здесь мы обсуждаем значение этого метода, а также его ограничения и будущих приложений.
Для достижения соответствия плотности роста, мы обнаружили, что пост личинок рыб может быть поднят без рециркуляции воды на две недели в 1,5 Л контейнеров на диете коловраток. Этот протокол также может использоваться для повышения рыбы на систему рециркуляции; Однако коловраток необходимо добавить ежедневно компенсации для тех, кто потерял через отток танк. Только что вылупившихся науплий артемии обычно используются в качестве источника пищи в аквакультуре, но мы обнаружили, что использование коловраток имеет значительные преимущества, в том числе: снижена цена, совершенствование биозащиты, последовательного питания и улучшения качества воды (см. ниже).
Во-первых Недельная стоимость в расходных материалов составляет 4 долларов для коловраток, по сравнению с 14 долларов для артемии. Что касается биологической безопасности, коловраток выращиваются в лаборатории в контролируемых условиях, в то время как артемии собраны из дикой природы и естественной видоизменяться в микробной или патогена содержание23. Кроме того питательный состав науплий артемии экологически решимости и поэтому непоследовательными. Хитиновой процветают на их собственные магазины энергии после вылупления; они быстро теряют питательную ценность, как они развивают и оптимально должны подаваться с рыбой в течение нескольких часов. Артемия начать кормление в 12 доме после вылупления, представляющие в первый раз, что они могут обогащаться питательно; Однако на этом этапе они стали слишком большими для 5 dpf рыбы, чтобы потреблять. В сравнении коловраток непрерывно питаются морских водорослей, что приводит к высоким содержание питательных веществ, независимо от того, когда собирают коловраток. Коловраток гораздо меньше, чем Artmeia хитиновой (160 - 400 мкм), что делает их легче для рыбы, чтобы захватить и глотать. После личиночной поверхности рыбы и cavefish потребляют коловраток в аналогичных количествах, предполагая никакой разницы в предпочтения или возможность захвата коловраток10.
Наконец науплий артемии начинают умирать в пресной воде несколько часов после того. Недоеденные хитиновой будет распадаться, стремительно уменьшается качество воды, если они не будут удалены вручную. Удаление мертвых Артемия является длительным и опасным для пост личинок рыб, не намного больше, чем артемии и могут быть случайно удалены или ранения. Коловраток может бесконечно жить в контейнерах питомник и давать пищу для рыб во все времена без значительно влияния на качество воды.
Хотя с помощью коловраток, как источник питания имеет значительные преимущества, для поддержания запасов, водоросли коловратки необходимо добавить к системе культуры ежедневно. Это может быть достигнуто с автоподатчиком, который распределяет жидкость водорослей в контейнер культуру коловратки (см. Таблицу материалы). Коловраток должны также быть найденным этой настройки каждые 24-48 часов для поддержания здоровья культуры. Исследователи, которые породы рыбы очень редко (раз в год, например) и не касается сравнений между населением после личиночной стадии могут предпочесть Артемия как источник пищи, так как осумкованного эмбрионы могут быть вылупившихся в любое время.
Мы рекомендуем отслеживать количество насиженными и живых личинок для наблюдения за успех вылупления и роста. Если большинство эмбрионов или личинок умереть, это может быть связано бактериальной или грибковой загрязнения. Рекомендуется контролировать качество воды воды, рыба готовые и стерилизовать любого оборудования с 70% этиловом спирте. Питомник контейнеры могут использоваться повторно, после того, как их чистить и стерилизовать. Для сведения к минимуму риска заболеваний, важно также, чтобы удалить любой мертвой рыбы из питомника контейнеров и не добавлять коловраток до 5 dpf, когда рыбы начинают питаться.
A. гракл половозрелыми примерно один год старый. Это ограничение для создания трансгенных A. гракл по сравнению с данио рерио (данио рерио), способны размножаться в 10-12 недель24. Иммуногистохимия (IHC) является альтернативный метод для изучения экспрессии генов и белков локализации. Протокол, описанные здесь могут быть адаптированы на каждом шагу и используется для выявления антигенов в любой ткани интерес. Важно отметить, однако, что некоторые ткани могут быть более трудно визуализировать в поверхности рыбы из-за пигментации (барьер, который не существует в непигментированные cavefish), которая может повлиять на толкование сравнительных исследований. Для решения этой потенциальной проблемы, поверхности рыбы пигмент может беленой после фиксации с помощью 3% перекиси водорода.
IHC требует успешного ткани фиксации, блокировки и антитела проникновения. Методы для каждой зависимости от ткани и протеина интереса. Фиксатор и фиксация времени должны сохранить клетки архитектуры при сохранении эпитопов антигена. Для этого протокола мы используем сшивки фиксатором (параформальдегида) и опустить денатурируя фиксатором (например, метанол или ацетона). Мы обнаружили, что инкубации в ацетоне уменьшается сигнал антитела для маркеров нейрональных и поджелудочной железы. Блокирование шаг имеет важное значение для предотвращения антител от привязки непромысловых белков в ткани. Этот метод использует комбинацию нормальной сыворотки (5%) и BSA (0,2%) в решении блокировки. Блокирующие решение содержит антитела и белками, которые связывают с реактивной сайты на белки в ткани, снижение неспецифической привязки первичных и вторичных антител.
Для достижения антитела проникновения, ткани должны быть permeabilized. Это может быть достигнуто с моющими средствами или денатурируя растворителей, но должны быть оптимизированы для сохранения эпитопов антигена. Наш протокол использует комбинацию Тритон и этанного сульфоксида (ДМСО). Тритон ДМСО включены и во время блокирования и Антитело инкубации шаги в концентрации 0,5% и 1%, соответственно. С помощью этой концентрации, мы наблюдали пятнать в мозг, поджелудочной железы, кишечника и мышц, предполагая, что это скорее всего эффективен для проникновения всех тканей. Размер рыбы могут также влиять проникновения. Этот протокол не был протестирован на рыб, больше, чем 14 дней (около 7 мм в длину). Для устранения неполадок на окрашивание, рекомендуется изменить шаги проникновения фиксации, блокировки и антитела. Важно также изучить последовательность сохранения immunogen с A. гракл протеина интереса, используя доступные генома25.
A. гракл является прекрасной моделью для изучения эволюции как населения того же вида, которые превратились в резко различных средах может сравниться непосредственно в лаборатории. Стандартные животноводства протоколы, как внутри, так и среди лабораторий, важны для понимания биологических различий между поверхности рыбы и cavefish. Наша статья предоставляет метод для изучения развития и активность гена в пост личинок рыб подвержены параметрами последовательного роста.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта работа была поддержана грантов от национальных институтов здоровья [HD089934, DK108495].
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| метиленовый синий | Kordon | B016CBHZUS | противогрибковый |
| обогреватель | Finnex | 4711457836017 | 100 Вт Цифровое управление |
| airstone | Lee's Aquarium & Товары для домашних животных | 10838125202 | одноразовая воздушная каменная |
| соль | Instant Ocean | 51378014021 | Морская соль |
| питомника | IPC | 21545-002 | 40 унций или 1,5 л прозрачные контейнеры |
| для переноса пипетки | VWR | 414004-002 | пластиковые пипетки для луковиц |
| компактная культуральная система (CCS) стартовый набор с Brachionus plicatilis (L-тип) коловратки | Reed Mariculture | na | корм для рыб |
| RGcomplete | APБрид | 817656016572 | бутылка корма для коловраток на 32 унции |
| Программируемый автоматический дозирующий насос DP-4 | Jebao | DP-4 | автоматическая кормушка для коловраток |
| Tricane-S | Western Chemical | MS 222 | обезболивающий для рыб |
| бикарбонат натрия | Sigma-Aldrich | S5761-500G | для триканового раствора |
| нейлоновая сетка сетчатый фильтр | HIC (Harold Import Co.) | 735343476235 | диаметром 3 дюйма |
| , нейтральный буферный, 10% | фиксатор | Sigma-Aldrich | HT501128-4L |
| 10X PBS | Invitrogen | AM9625 | буфер, разбавить до 1X с использованием дистиллированной воды |
| Triton-x 100 | Sigma-Aldrich | T8787-250ML | моющее средство |
| азид натрия | Sigma-Aldrich | S2002-25G | антибактериальный |
| бычья сыворотка альбумин | Sigma-Aldrich | A9647-100G | блокирующий реагент |
| стеклянный флакон с завинчивающейся крышкой | 4мл Wheaton | 224742 | окрашивающий флакон |
| пластиковая сетка сита для селекционного бака | Pentair | N1670 | Разрезанный на прямоугольник на 6мм больше по всем краям, чем размеры дна племенного танка. Вырежьте квадрат толщиной 6 мм из каждого угла прямоугольника. Загните края сетки вниз по всем четырем краям. Поместите пару магнитов с виниловым покрытием диаметром 6 мм с обеих сторон (сверху и снизу) сетки на каждом углу. Экран должен быть максимально плотно прилегать к бортам бака. Сетку можно снять с емкости с помощью металлической сетки для рыбы. |
| Дисковые магниты с виниловым покрытием | Kjmagnets | D84PC-AST | |
| New Life Spectrum Thera-A гранулированный корм для рыб | New Life International | na | Adult fish food. Список розничных продавцов этого продукта доступен на веб-сайте компании |
| Antibodies | |||
| insulin антитела из морской свинки | Dako | A0564 | 1:200 |
| антитела к глюкагону от овец | Abcam | ab36215 | 1:200 |
| антитела к ацетилированному тубулину от мыши | Sigma | T6793 | 1:500 |
| антитела HuD/HuC от мышиный | Life Technologies | A-21271 | 1:500 |
| антитело к синтазе оксида азота (nNOS) из кролика | Abcam | ab106417 | 5μ г/мл |
| холинацетилтрансферазы (ChAT) из кролика | Abcam | ab178850 | 1:2000 |
| сератонина (5HT) из кролика | Immunostar | 20080 | 1:500 |