Полосатый Данио как модельный объект в биологии и экспериментальной медицине

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Волгоград, Россия

Полосатый Данио как модельный объект в биологии и экспериментальной медицине

Шахова А.С.

Сухова А.П.

Злобина Е.А.

Данио-рерио (лат. Danio rerio) - «Дамский чулок», или брахиДаниорерио относится к виду пресноводных лучепёрых рыб семейства карповых. Данио-рерио является модельным организмом в биологии развития, в англоязычной литературе они известны как zebrafish. Данио-рерио является первым домашним животным, с генетически модифицированным генами (селекционная форма GloFish). Трансгенные Данио являются важным объектом биологии развития, водной токсикологии и токсикопатологии.

Рыбки имеют небольшие размеры тела, примерно 3-5 см. Тело удлиненное, веретеновидное, сплющено с боков. Вдоль тела рыбы проходят чередующиеся синие и белые полосы, которые начинаются от жаберных крышек и заканчиваются на хвостовом плавнике. Рот верхний, глаза расположены в центре. Хвостовой и анальный плавники имеют полосатую окраску. Остальные плавники прозрачные, бесцветные. Боковая линия незавершенная. Ареал обитания - Индия, Бангладеш. Продолжительность жизни - 3-4 года.

Данио могут вполне подготовиться к нересту в общем аквариуме. Первым признаком того, что самка готова к икрометанию - значительное увеличение брюшка, а признаком готовности самца к нересту -- его усиленный гон за такой самкой. Рыбы, которые отметали икру содержат при температуре 17--19° на умеренном, желательно живом корме. Содержание рыб при минимально допустимой для определенного вида температуре дает возможность управлять их разведением. Целенаправленно рыб к разведению начинают готовить весной, когда появляются дафния и циклоп, а с ними масса живой «пыли» для выкармливания мальков. Самцов и самок рассаживают в отдельные емкости и там, в течение нескольких дней усиленно подкармливают живым кормом. Температура воды при этом соответствует нерестовой, а ее свежесть поддерживается на должном уровне аэрацией.

В прямоугольном аквариуме нерестилища недостаток растений можно вполне заменить, нержавеющей сеткой с ячеей 3--4 мм. Устанавливается она на 2--3 см выше дна, так чтобы под нее не проникали рыбы. Для стимуляции нереста нужно либо небольшое количество веточек водных растений, в беспорядке набросанных на сетку, либо пучки узконарезанных ленточек из капроновой или дедероновой ткани темных цветов, которые крепятся к плавающим кормушкам для сухого корма.

Под вечер сажают рыб в нерестилище и, если все в порядке, то к утру начинается икрометание. Происходит оно бурно -- самцы упорно гоняют самку, а когда она оказывается вблизи растений, то, выбивая резкими движениями икру, здесь же оплодотворяют ее молоками. Выметывание икры с небольшими перерывами следует раз за разом. Продолжительность нереста составляет примерно час. Количество выметанных икринок находится в пределах 60--200 штук или несколько больше, что зависит от размера и подготовленности самки. Когда заканчивается икрометание самка выглядит сильно похудевшей, а самцы умиротворенными; от былой активности не остается и следа. В это время взрослых особей немедленно удаляют, чтобы предотвратить поиск и истребление ими икры как пищи для восстановления потраченной энергии. Овуляция зависит от того, насколько самки подвержены действию гонодальных феромонов самца. Мужские особи выпускают в воду гомогенат семенников и фракцию гонад, содержащую стероидные глюкурониды, вызывающие овуляцию. Стоит заметить, что у аносмических самок, которым прижгли обонятельный эпителий, реакций на действие феромонов отсутствует.

Выход личинок из икры зависит от температуры воды в нерестилище: при 26--28° личинки выклевываются через 30--36 час. Если же, например, температура 17°, то выход личинок задерживается на неделю и больше. В течение нескольких дней личинки неподвижно висят на стеклах или ветках и листьях растений. В это время они питаются за счет своего желточного мешка. У 5--6-дневных личинок мешок рассасывается, и они начинают плавать в поисках пищи, с этого момента их именуют мальками. Если мальков правильно выкармливать согласно таблице, то через две-три недели они настолько подрастают, что возникает необходимость пересадки их в более просторный, заранее подготовленный аквариум.

Развитие эмбриона происходит в течение 48 часов до вылупления. Съемка происходила каждые 15 минут. Дискобластула (0:00). Происходит дробление бластомеров на анимальном полюсе дискобластулы, сверху представлено желточное тело (0:00-0:06); образуется зародышевый щиток или бластодиск (0:09); эпиболия, нарастание анимальной стороны бластодиска на желточное тело (один из способов гаструляции, а также распространение клеточных пластов в зародыше в ходе органогенеза) (0:090:26); нейруляция (0:28-1:20), формирование органов. По способу питания являются гетеротрофами. Данио непривередливы в еде и могут довольствоваться самым скромным рационом из одного-двух сортов сухих кормов (предпочитают живой. Лучше мелкие ракообразные, например, дафния, циклопы). Орган дыхания - жабры. Продолжительность жизни от 5 до 7 лет.

При содержании рыбки данного вида отличаются крайней неприхотливостью. Рыбки выживают в диапазоне температур 12-32 С. К составу воды. Данио-рерио совсем не прихотливы. Емкости вместимостью не менее 10 л на каждую пару-тройку особей будет вполне достаточно.

Важным достоинством Данио-рерио является принадлежность к позвоночным, что позволяет предположить гораздо больше сходств некоторых его биологических характеристик с человеческими. Очевидным является его преимущество для изучения процессов функционирования генов, развития организма, анатомии, физиологических и поведенческих особенностей. Т.к. эмбрионы рыбок Данио являются прозрачными, то можно наблюдать за развитием эмбриона, органов и тканей. В течение 2-4 дней получаем представления о процессе формирования глаз, сердца, печени, желудка, кожи и т.п. Для изучения кровеносной системы используют трансгенных Данио с флуоресцирующими кровеносными сосудами. Селекционные формы: с вуалевыми плавниками, леопардовый окрас и трансгенные GloFish. Данио-рерио очень хорошо подходит для экспериментов, поэтому данный вид рыбок получил право побывать в космосе. Для Данио-рерио травмы спинного мозга не смертельны их спинной мозг способен к регенерации. В глиальных клетках, которые обеспечивают функциональность нейронов, при этом резко повышается количество фактора роста соединительной ткани (CTGF), который стимулирует восстановление. В дополнительных экспериментах на Данио-рерио ученые продемонстрировали, что человеческий CTGF способен выполнять у них ту же роль. Рыбкам с подавленным синтезом своего CTGF вводили человеческий фактор - и регенерация у них развивалась даже быстрее, чем под действием их собственного белка.

В настоящее время тропическая рыбка Danio Rerio является наиболее изученным модельным объектом среди рыб из-за небольших размеров, прозрачных эмбрионов и короткого времени генерации. Благодаря детальной изученности эмбрионального развития зебрафиш и его генома можно легко экспериментировать со скринингом при мутагенезе, оценке тератогенности и воздействии химических веществ. Не мало важным преимуществом Данио-рерио является его достаточно экономичное содержание, рыбки, не привередливы к корму и условиям содержания. Полосатый Данио является перспективным объектом изучения в биологии и экспериментальной медицине.

Список использованной литературы

трансгенный данио рыбка анатомия

1. Ф. Полканов. Знакомы ли вы с Данио? // Рыбоводство и Рыболовство: журнал. -- 1962. -- № 3.

2. Dahm, Ralf (2006), "The Zebrafish Exposed", American Scientist 94 (5): 446-453.

3. Garcia-Osta A. and Alberini C.M. (2009) Amyloid beta mediates memory formation. Learning and Memory. 16:267-272.

Размещено на Allbest.ru