Laboratory breeding of the short-lived annual killifish Nothobranchius furzeri as model object for ageing investigation

Разработчики

Матей Полячик, Радим Блажек, Мартин Рейхард.

Описание технологии

Бирюзовый нотобранх Фурцера Nothobranchius furzeri − вид лучепёрых рыб семейства нотобранхиевых (Nothobranchiidae). Эти рыбы имеют наследуемую короткую продолжительность жизни, в среднем достигающую менее 6 месяцев и имеющую максимальное значение (90% от полной продолжительности жизни), составляющее 9 месяцев. Такая короткая продолжительность жизни является уникальной среди позвоночных; причем, она развивались естественным образом. Это привело к тому, что нотобранх N. furzeri становится широко используемой лабораторной моделью для исследования процессов старения и применения в других дисциплинах.

Данная технология предлагает протокол для содержания и разведения этого вида в лабораторных условиях. Протокол описывает особенности инкубации икры и ее вылупление, повседневный уход за молодью и взрослыми рыбами, размножение и лечение наиболее распространенных заболеваний. Особое внимание уделяется тому, что требования к N. furzeri существенно отличаются от требований к модельным объектам из числа рыб других таксонов. Нотобранхи N. furzeri имеют короткую продолжительность жизни и в природе развитие их эмбриона происходит вне воды, что отличает их лабораторное культивирование. Яйцеклетки инкубируют во влажной среде (в этот период икру можно легко транспортировать), при этом синхронизация вылупления экспериментальных когорт может быть достигнута путем смачивания икры. После вылупления зрелость молодняка достигается за три недели.

Практическое применение

Технология предусматривает применение нотобранха N. furzeri для исследования старения. Этот модельный объект был успешно использован для данной цели в прошлые периоды (70-80-е годы). Исторически сложилось, что это была первая модель позвоночного, на которой было показано, что ресвератрол может увеличивать продолжительность жизни и замедлять экспрессию маркеров, связанных с возрастом. Дальнейшие исследования показали, что старение N. furzeri тормозится понижением температуры окружающей среды и ограниченным питанием. В настоящее время повышенный интерес к научному использованию этого объекта объясняется недавними работами о его чрезвычайно короткой природной продолжительности жизни и новыми протоколами его разведения (например, данным протоколом).

Другие приложения, использовавшие лабораторное разведение N. furzeri включают описание гистопатологии возникновения опухолей; демонстрацию старения, связанного с укорочением теломер, несмотря на высокую активность теломеразы; изучение нарушений функции митохондрий, связанных со старением; исследование возрастного снижения нейрогенеза у взрослых животных; определение временного паттерна экспрессии микроРНК; картирование локусов количественных признаков регуляции продолжительности жизни и способности к регенерации. Кроме того, были проведены сравнительные исследования старения среди лабораторных штаммов N. furzeri, а также между N. furzeri и родственными видами.
Таким образом, возобновление использования N. furzeri для исследований процессов старения может быть весьма перспективным.

Лаборатории

• Institute of Vertebrate Biology, Academy of Sciences of the Czech Republic, Brno (Czech Republic)

Ссылки

Публикации

• Polačik, M. et al. «Laboratory breeding of the short-lived annual killifish Nothobranchius furzeri." 11 Nature Protocols, (2016): 1396–1413.
• Cellerino, A., Valenzano, D.R. & Reichard, M. «From the bush to the bench: the annual Nothobranchius fishes as a new model system in biology." 91 Biol. Rev. (2016): 511–533.
• Blažek, R., Polačik, M. & Reichard, M. «Rapid growth, early maturation and short generation time in African annual fishes." 4 EvoDevo, (2013): 24.