Um Ensaio Comportamental simples para Teste de Função Visual em<em> Xenopus laevis</em
Summary
Girinos de Xenopus laevis preferem nadar no lado branco de um tanque preto / branco. Este comportamento é guiado pela sua visão. Com base nesse comportamento, apresentamos um ensaio simples para testar a função visual de girinos.
Abstract
Medição da função visual nos girinos do sapo, Xenopus laevis, permite a triagem para a cegueira de animais vivos. A resposta optocinéticos é, um comportamento reflexiva à base de visão que tem sido observada em todos os vertebrados testados. Girino olhos são pequenos para que a resposta da cauda da aleta foi usada como medida alternativa, o que requer um técnico treinado para registrar a resposta sutil. Foi desenvolvido um ensaio de comportamento alternativo, baseado no facto de que os girinos preferem nadar no lado branco do tanque, quando colocado num tanque com lados tanto a preto e branco. O ensaio aqui apresentado é uma alternativa de baixo custo, simples que cria uma resposta que pode ser facilmente medido. A instalação consiste em um tripé, webcam e tanques de teste aninhados, prontamente disponível na maioria dos laboratórios de Xenopus. Este artigo inclui um filme que mostra o comportamento de girinos, antes e depois do corte do nervo óptico. A fim de testar a função de um olho, também incluem represenresultados representativa de um girino em que cada olho sofreu axotomia da retina em dias consecutivos. Estudos futuros poderia desenvolver uma versão automatizada deste ensaio para testar a visão de muitos girinos de uma só vez.
Introduction
Xenopus laevis foram utilizados como um organismo modelo para estudar a formação do olho. Os olhos se desenvolvem rapidamente, crescendo para a maturidade em menos de uma semana para testar genes ou vias que têm um efeito sobre o desenvolvimento visual e função. Para testar a função visual, a resposta optocinéticos optomotor e tem sido usado em peixes-zebra e girinos de Xenopus, respectivamente, de 1,2. Porque os olhos de girinos de Xenopus são relativamente menores do que peixe-zebra, este ensaio requer o uso de equipamento especializado e pessoal treinado para detectar o comportamento sutil cauda-flip e olho-movimento em Xenopus. Um comportamento mais robusto em Xenopus é a preferência para nadar em um tanque com um fundo branco, que é aqui descrito 3. Ao colocar um girino em um tanque preto / meia branca meia, o girino pré-metamórfica nada rapidamente para o lado branco do tanque. Nós anteriormente utilizado neste ensaio para determinar se o derivado de células pluripotentesolhos eram funcional 4. Aqui, apresentamos uma versão detalhada deste ensaio, que pode ser usado para testar a função visual de girinos de Xenopus premetamorphic.
Este ensaio é mais simples do que o ensaio de resposta optomotor, uma vez que requer apenas uma câmara de vídeo montada digital, câmera digital e software de equipamentos padrão encontrado na maioria dos laboratórios de Xenopus. Além disso, a resposta registrada não requer nenhum treinamento especial para resultados tally. Nossos resultados representativos mostram que o mesmo grupo de girinos, tendo sofrido axotomia retina dupla, nadam aleatoriamente em torno do tanque. Também foram incluídos os resultados do ensaio de comportamento de um girino representativo, mostrando como um olho podem ser testados para a resposta visual. A folha de cálculo foi incluída de modo que os números adquiridos durante o ensaio pode ser inserido e analisados. Esta folha pode ser utilizado para determinar se os girinos testados têm uma resposta visual.
Protocol
Representative Results
Discussion
Relatamos aqui um ensaio comportamental guiada pela visão simples que pode ser facilmente realizado em menos de uma semana pelo pessoal de laboratório minimamente treinados. Enquanto outros ensaios requerem equipamento especializado e experiência em comportamento animal, este ensaio permite um teste rápido para determinar a função visual. Outro ensaio comportamental, o ensaio de evitação visual, foi desenvolvida para determinar a forma como o tectum contribui para a percepção visual em Xenopus 10…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado por subvenções dos Institutos Nacionais de Saúde: EY015748, EY017964 (MEZ) e EY019517 (ASV). Este trabalho também foi apoiado pela Research para prevenir a cegueira irrestrito Grant ao Departamento de Oftalmologia e os Leões da Central de Nova York. Gostaríamos também de agradecer ao nosso técnico de animal, Matthew Mellini, pelo excelente cuidado dos animais e para intervindo para estrelar este vídeo.
Materials
| 1/2-gal. Flex-Tank with Cover | eNasco | SB19271M | size: 5-3/8" x 7" x 3-3/4" |
| Black electrical tape | |||
| White tissue paper | |||
| Large Inoculating Turntable | VWR | 50809-022 | size: Dia 114.3 x H 76.2 mm (4 1/2 x 3") |
| Durasorb Underpad | VWR | 82004-836 | size: 43.2 x 60.1 cm (17 x 24") |
| Kim wipe | Krackeler Scientific, Inc. | 1945-34155-CS | |
| Standard Tripod | various | ||
| iSight camera or webcam | Apple | M8817LL/A | Good for larger tadpoles but small ones are difficult to see |
| Portable computer | Apple/PC | various | We used a 13" MacBook, 2 GHz Intel Core 2 Duo running MacOSX Lion 10.7.5 |
| MiniDV Handycam Camcorder | SONY | DCR-HC42 | Connected by firewire to the computer with a 6-conductor and 4-conductor alpha FireWire 400 |
| Handycam Station | SONY | DCRA-C121 | This can be used for connecting firewire to camera |
| QuickTime Player software | Quicktime | Version 10.1 | |
| 26 Gauge Needle (5/8" length) | VWR | BD305115 | |
| Dumont #5 Forceps Biology | Fine Science Tools | 11295-10 | |
| Disposables | |||
| Gentamicin Sulfate [50 mg/ml] | Fisher Scientific | 17-528Z | Stored at room temperature |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer | Fisher Scientific | NC9644388 | |
| Instant Ocean | Doctors Foster and Smith | CD-116528 | Stock solution = 100 g/L stored at room temperature |
| Sodium phosphate dibasic | Sigma Aldrich | S0876 | Stock solution = 0.4 M stored at room temperature |
| Tricaine (Ethyl-3-aminobenzoate methanesulfonate salt) | Sigma Aldrich | A5040 | Stock solution = 10% stored at -20˚C |
| In vitro fertilized embryos | eNasco | LM00490MX | 100 embryos/unit |
References
- Maurer, C. M., Huang, Y. Y., Neuhauss, S. C. Application of zebrafish oculomotor behavior to model human disorders. Rev Neurosci. 22 (1), 5-16 (2011).
- Solessio, E., Scheraga, D., Engbretson, G. A., Knox, B. E., Barlow, R. B. Circadian modulation of temporal properties of the rod pathway in larval Xenopus. J Neurophysiol. 92 (5), 2672-2684 (2004).
- Moriya, T., Kito, K., Miyashita, Y., Asami, K. Preference for background color of the Xenopus laevis tadpole. J Exp Zool. 276 (5), 335-344 (1996).
- Viczian, A. S., Solessio, E. C., Lyou, Y., Zuber, M. E. Generation of functional eyes from pluripotent cells. PLoS Biol. 7 (8), (2009).
- Choi, R. Y., et al. Cone degeneration following rod ablation in a reversible model of retinal degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci. 52 (1), 364-373 (2011).
- Viczian, A. S., Zuber, M. E. Tissue determination using the animal cap transplant (ACT) assay in Xenopus laevis. J Vis Exp. 16 (39), (2010).
- Nieuwkoop, P. D., Faber, J. . Normal table of Xenopus laevis (Daudin) : a systematical and chronological survey of the development from the fertilized egg till the end of metamorphosis. , (1994).
- Blackiston, D., Shomrat, T., Nicolas, C. L., Granata, C., Levin, M. A second-generation device for automated training and quantitative behavior analyses of molecularly-tractable model organisms. PLoS One. 5 (12), (2010).
- Rosemberg, D. B., et al. Differences in spatio-temporal behavior of zebrafish in the open tank paradigm after a short-period confinement into dark and bright environments. PLoS One. 6 (5), (2011).
- Dong, W., et al. Visual Avoidance in Xenopus Tadpoles is Correlated With the Maturation of Visual Responses in the Optic Tectum. J Neurophysiol. 101 (2), 803-815 (2009).
- Lan, L., et al. Noggin Elicits Retinal Fate In Xenopus Animal Cap Embryonic Stem Cells. Stem Cells. 27 (9), 2146-2152 (2009).
- De Robertis, E. M., Kuroda, H. Dorsal-ventral patterning and neural induction in Xenopus embryos. Annu Rev Cell Dev Biol. 20, 285-308 (2004).
