ZEBRAFISH

Etiquetas: Program-Overview, LAZEN

Etiquetas: lazen, Meeting, Pasteur, Montevideo, 2010

Etiquetas: LAZEN, Meeting

Etiquetas: sistema, sensoriales, peces

Laboratorio de Neurociencia Molecular y Núcleo de Biotecnología y Marcadores Moleculares, Instituto Clemente Estable, Av. Italia 3318, Montevideo, Uruguay. E-mail: drit@iibce.edu.uy

Introduction

A growing body of evidence suggests that herbicides formulated in base of  N-(phosphonomethyl)glycine (glyphosate), the most fequently used in the world, present considerable toxicity for algae, molluscs, fishes and amphybia (Quassinti et al., 2008).  Its non-controlled use  represents a real menace for biodiversity, natural fishery resources,  and pisciculture.

It is of great interest to point out that non-permitted concentrations of this and other herbicides and/or their metabolites and/or coadjuvants have been found in waters and foods for human use, and these findings are a cause of concern as potential dangers for human and animal health,  which  must be strictly monitored.  The most abundant glyphosate metabolite, the AMPA,  is more toxic and more resistant to degradation than it. The aim of this work is to investigate and, when possible, quantify the effects of glyphosate on zebrafish (Danio rerio) development using internationally accepted tests (Hill et al, 2005; Baunbeck & Lammar, 2006).

Materials and Methods

Animals used. Zebrafish embryo produced in our facility according to internationally accepted procedures were used.  We have applied our previously validated, multi-parametric, Zebrafish Embryo Toxicity Assay (ZETA), which allows measuring numerous morphologic, physiologic and biochemical parameters in hundreds of simultaneous  samples with sensitivity, high reproductibility and low cost (Ojeda et al., 2007; Rodriguez-Ihurralde., 2007) to quantify glyphosate effects on   zebrafish development.

ZETA test.  Specimens  of one  post-fecundation  hour of life (hpf) were incubated in ELISA plates  at 27.5 ± 1ºC,  at a one-per-well ratio. Each well contained 1.0 ml of filtered, controlled aquarium water containing a pre-established final concentraciones (ccf) of glyphosate.  After fixed, pre-stablished time intervals (12, 24, 48, 72 and 96 hpf), the presence of  universally acepted final points of zebrafish development was computed  (Baunbeck & Lammar, 2006; Ojeda et al., 2007; Bortagaray et al., 2009).

Biochemical assays. All biochemical determinations were run in triplicate. Total cholinesterase, acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) assays were performed as described in Karlsson et al. (1984), using acetylthiocholine as a substrate.

Results

Lethality. Lethality plots showed that from ccf of 25 microg/ml  and higher,  embryo lethality was significantly dependent on both the herbicide concentration and the time of exposure. At 24 hpf, lethalities of 35.4% were verified for ccf of 50 microg/ml, whereas it was 74% at ccf  of 75 microg/ml, and 82% at ccf  of 150 microg/ml, wheras in control  embryos remained between 0-5%.

Ecclosion events. Although most morphologic-structural final points exhibited delays in their time of appearance in embryos exposed to  glyphosate, ecclosion events were, as a general rule, accelerated. At ccf between 12.5-50 microg/ml,  corion  effraction  with embryo ecclosion appeared earlier, i.e., the ratio of eclosioned/total embryos at 72 hpf was significanly higher than in controls.  Therefore, arrive in direct contact with the  external aquatic medium,  forms which are more immature than in control samples.

Cardiac and pericardic alterations. Embryionic cardiac frequency, as measured at 48 hpf, decreased significatintly, from ccf 25 microg/ml on, with regard to control  specimens without glyphosate. At ccf of 50 microg/ml, cardiac and pericardic edema, and  delays in the separation of  the viteline sac, appear.

Physiopatologic and biochemical changes. At ccf of 75 microg/ml or higher, all the embryos showed at least one physiologic or structural developmental alteration, as, for instance, cardio-pericardic edema,  circulatory delay, cholinesterase inhibition, or decreases in trunk flection movements  at stadii in which they should be present.

Digestivo-viteline malformations. Morphologic alterations of the viteline sac, or its absence of separation,  are frequently seen. Some of the morphologic alteratins are so important, that were incompatible with life.

Musculo-eskeletic malformations. Deformities of varied importance were frequent in both axial and apendicular skeleton.  Fishes showed incurvations, “gibas”, and angles of  the vertebral axis and varied  deformities and abnormal divisions of  tail and appendages.

Discussion and Conclusions

In summary, we have verified a group of  changes in parameters of  type functional, biochemical and morphologic.  There is a correlation between high concentrations and more severe alterations encountered, with the exeption of the cases where the toxicity is so high that the embryos are unable to survive  more than one minutes or hours.

Early  ecclosion  might also be viewed as an additional cause of lethality, since the corion barrier, which is  normally protecting immature embryos fom the external medium, is opened earlier in herbicide-treated  specimens (Ojeda et al., 2007).  This early release of immature forms to the water, when occurs in the usual environment of real water bodies, might cause massive deaths of embryos under the effect of other biological, physical or chemical agents, that can enter in direct contact with the embryo (Ojeda et al., 2007; Rodríguez-Ithurralde et al., 2007).

It is relevant to point out that we have demonstrated lethal and sub-lethal toxic effects, as well as teratogenic effects  at glyphosate ranks of concentration which have been previously reported as atoxic.  The concentrations used in our experiments are 1-3 orders of  magnitude inferior to those determined in  water sheds close to culturs in Argentina and Uruguay.  Thus, in very exact measurements carried out  in Pergamino, Argentina, in water bodies close to cultures treated with glyphosate,  the levels  found in the water varied along the year and along the day only between 0.1 and 0.7 mg/ml,  i.e., they never reached levels under 0.1 mg/ml.

Acknowledgements

We are indebted to PEDECIBA (Biología) for its continued grant support to DRI and for fellowship support to AS.

References

Bortagaray, V.,  Barrios, L., Cruces Aramburu, R., Del Puerto, G., Ojeda, P., Saravia, A. Rodríguez-Ithurralde, D. (2009). Los ensayos de embriotoxicidad en pez cebra detectan una variedad de efectos teratogénicos del glifosato.
6th SBBM Jorn. Biotechnology Section,  (Uruguay)

Braunbeck, T. & Lammar, E. (2006). Fish embryo toxicity assays. German Federal Environmental Agency, 1/298-40/298.

Ellman G. L., Courtney, K. D., Andres, V. & Featherstone, R. M., 1961. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochem. Pharmacol., 7, 88-95.

Hill, A.J., Teraoka, H., Heideman, W. and Peterson, R.E., 2005. Zebrafish as a model vertebrate for investigating chemical toxicity. Toxicol. Sci. 86, 6-19.

Karlsson, E., Mbugua, P. & Rodríguez-Ithurralde, D., 1984.  Fasciculins, anticholinesterase toxins from the venom of the green mamba Dendroaspis angusticeps.  J.  Physiol. (Paris), 79, 232-240.

Ojeda, M.P., Parnizari, F. & Rodríguez Ithurralde, D., 2007. Aspectos cuantitiativos del desarrollo embrionario del pez cebra (Danio rerio) y su validación para ensayos de toxicidad ambiental. Actas Fisiol. (Montevideo), 11: 52-52.

Olivera, S., Rodríguez-Ithurralde, D. & Henley, J. M., 2003. Acetylcholinesterase promotes neurite elongation, synapse formation and surface expression of AMPA receptors in hippocampal neurones.  Mol. Cell. Neurosci., 23, 96-106.

Quassinti, L., Maccari, E., Murri, O. & Bramucci, M., 2008. Effects of paraquat and glyphosate on steroidogenesis in gonads of the frog Rana sculenta in vitro.

Rodríguez-Ithurralde, D. (2007). Biomarcadores en peces autóctonos y exóticos para el monitoreo eco-toxicológico de los recursos acuáticos. Actas Fisiol. (Montevideo), 11: 53-53.

Etiquetas: glyphosate, glifosato, cebra, zebrafish, teratogen, toxicity, embryo, agrochemical

Ier Congreso Uruguayo de Zoología, Facultad de Ciencias de Montevideo

5-10 de Diciembre 2010



Organizador y Moderador del Simposio: Dr. Daniel Rodríguez-Ithurralde



Laboratorio de Neurociencia Molecular y Toxicología del Desarrollo,

Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE).

Av. Italia 3318. E-mail: drit@iibce.edu.uy y drithurralde@gmail.com

PROGRAMA

■ Dr. Daniel Rodríguez-Ithurralde. Destaque introductorio: La espectacular diversidad sensorial de la inmensa radiación evolutiva de los peces.


■ Dr. Ángel Caputi. Diferenciación de las señales auto- y alo-generadas.


■ Dr. Pedro Aguilera. Discriminación de objetos de acuerdo a su impedancia en el pez de descarga débil Gymnotus omarorum


■ Dr. Daniel Rodríguez-Ithurralde y Andrea Saravia. Organización anatómica, neural y molecular del oído interno de los peces.


■ Dra. María E. Castelló. Desarrollo postnatal del sistema electrosensorial: papel de la proliferación celular en el crecimiento relativo de la estructuras neurales centrales.


■ Dra. Anabel Fernández. Proliferación y características celulares del tectum óptico y el torus longitudinalis de peces del género Austrolebias (Cyprinodontiformes – Rivulidae)




□ Discusión General y Conclusiones Finales

Etiquetas: sensory, biology, fish

 Durante el desarrollo desde un cigoto unicelular a un organismo maduro, numerosas divisiones celulares y fenómenos de diferenciación tienen lugar. La diferenciación y la formación de los tejidos necesitan estar coordinados con el ciclo celular para garantizar una correcta ocupación espacio-temporal en el plan corporal.La gastrulación que es el proceso temprano del desarrollo que lleva a la formación de 3 capas embrionarias (ecto, meso y endodermo) involucra toda una serie de movimientos celulares.  En el  zebrafish, la gastrulación comienza con la internalización de los precursores del mesodermo y endodermo en la región dorsal del embrión, en el anillo marginal.  Existen varias teorías de cómo estas células penetran y comienzan a migrar debajo del epiblasto hacia el polo animal . Algunos sostienen que lo hacen individualmente  por delaminación, y otros que las células superficiales alrededor del anillo lo hacen por involución.

Numerosos estudios destinados a investigar la coordinación entre todos estos procesos, proponen sistemas para modular el ciclo celular en los estadíos tempranos y observar luego cómo se comporta el embrión durante las etapas sucesivas de desarrollo.  Entre estos modelos se encuentra el presentado en marzo 2009 por Xiaolin Liu y colaboradores, acceso en http://jcb.rupress.org/cgi/content/abstract/184/6/805 . Su modelo propone la manipulación del balance Geminina/Cdt1, produciendo cambios en el ciclo celular y por consiguiente también en los procesos apoptóticos que tienen lugar para modelar el embrión, produciendo también cambios en los niveles del Factor antiapoptótico nuclear kB (NF-kB). NF-kB se asocia con el promotor Snail1a y activa al represor transcripcional de su mismo nombre el cual juega un papel crucial en la delaminación y migración de las células del mesoendodermo, proponiendo un mecanismo molecular por el cual NF-kB y Snail1a se coordinan con el ciclo celular durante la gastrulación.

1) EL CICLO CELULAR ES MODULADO POR LA MANIPULACIÓN DEL BALANCE GEMININA / CDT1

Una vez que el ADN se comienza a replicar, el proceso debe ser inhibido durante el mismo ciclo celular para mantener la estabilidad genética del individuo. La Geminina se acumula en el núcleo desde la fase temprana S hasta el final de la mitosis y directamente se une a Cdt1, evitando que éste se una al MCM (complejo microcromosómico) previniendo así la resíntesis de ADN.La progresión en el ciclo celular es incompatible con ciertos tipos de conductas que se dan durante el desarrollo, como la migración, adhesión o cambios morfológicos. En su trabajo Xiaolin Liu y colaboradores ( marzo 2009) , establecieron un sistema para modelar el ciclo celular en la gastrulación manipulando el balance Geminina/Cdt1 en embriones de Zf.

Métodos: Aislamientos de cDNA para Geminina, Cdt1 y mrGem ( geminina resistente al MO) y mutagénesis de Geminina en diferentes aminoácidos.Morfolinos y m RNAs ( Geminina, Cdt1, MCM5, p65, p53, p21)

Resultados: En el estadío de blastodisco se observó una transcipción uniforme en los embriones de geminina, en tanto Cdt1 predominó en la zona dorsal, indicando que a ese nivel es mayor el número de mitosis. ( http://jcb.rupress.org/cgi/content/full/jcb.200806074/DC1) En los ejemplares inyectados con Gem MO, Cdt1 mRNA hubo un aumento de las mitosis, por el contrario en los que se produjo una sobre expresión de Gem o knockdown de Cdt1 , disminuyeron. Igual sucedió con los embriones inyectados con MCM5MO, se observó una disminución de las mitosis. Morfolino oligo contra p21, un inhibidor de las quinasas dependientes de ciclina mostró un aumento en las células proliferantes.

Todos estos resultados muestran que un adecuado balance entre geminina y Cdt1 es crítico para la regulación del ciclo celular, ya que la manipulación del mismo en más o en menos produce variaciones importantes en la gastrulación de los embriones.

 2) LA MODULACIÓN DEL CICLO CELULAR PRODUCE DEFECTOS EN LOS MOVIMIENTOS CELULARES DE DELAMINACIÓN

 Para agendar los efectos en la modulación del ciclo celular en la gastrulación del Zf, se observaron los fenotipos tratados con Gem MO en estadíos avanzados y se realizaron co-transplantes a aceptores wild type para indagar en profundidad los efectos de la modulación del ciclo en los movimientos mesoendodérmicos.

Métodos: Inyección de Gem MO y observación de fenotipos al final de la gastrulación. Expresión de Goosecoid (gsc) como marcador de la placa precordal. Ensayo de co-transplante de células de la placa mesodérmica precordal contro y con ciclo modulado a embriones aceptores en etapa de escudo de tipo salvaje.

Resultados: Se observa una disminución ántero-posterior del eje corporal con la inyección de Gem MO, lo que sugiere defectos en el movimiento del mesoendodermo. Para la expresión de gsc, se observó al 80% de la epibolia un retraso en la expresión cuando los ejemplares fueron inyectados con Gem MO y Cdt1mRNA.En el ensayo de co-transplante se dedujo que, el knockdown the Geminina llevaba a un retraso en la migración de las células y esto era revertido entre otras cosas por Snail1a.

Se concluyó entonces, que la delaminación que es el primer paso en la gastrulación y en los movimientos celulares durante la misma, está influenciada por las modulaciones del ciclo celular.

3) EL CICLO CELULAR COORDINA LOS MOVIMIENTOS CELULARES MESOENDODERMICOS A TRAVES DE LA APOPTOSIS, NF-Kb Y SU BLANCO DIRECTO, SNAIL1a.

 La apoptosis juega un papel crucial en el moldeado del embrión durante la gastrulación, y está debidamente equilibrada con el ciclo celular. Se quiso investigar el mecanismo a través del cual el ciclo celular coordinaba los movimientos durante la gastrulación con la apoptosis en embriones con modulación de su ciclo.

 Métodos: Ensayo TUNEL .Ensayo CAT. Ensayo ChIP

Resultados: Los niveles de apoptosis se correlacionan con el ciclo celular, y son dependientes de p53. P65 es un importante factor antiapoptótico en la gastrulación de los embriones de ZF.Al analizar el nivel nuclear de NF-kB se observó que es correlativo con el nivel de apoptosis en los embriones gastrulando.

La modulación del ciclo celular resulta en niveles anormales de la forma activa de NF-kB , y éste es el activador directo de Snail1a, lo que lleva a cambios en los movimientos celulares.

 4) COORDINACION ENTRE EL CICLO CELULAR Y LOS MOVIMIENTOS MESOENDODÉRMICOS SE REQUIERE PARA UNA CORRECTA DISTRIBUCIÓN DE LOS PRECURSORES CELULARES

 La gastrulación lleva a la formación de las 3 capas germinales. Después de la delaminación y la subsecuente migración , el hipoblasto contribuye a la configuración de dos capas: meso y endodermo.Defectos en la delaminación produce efectos en la formación de estas capas.Se observó la distribución del mesoendodermo con diferentes marcadores.

 Métodos: Ensayo Casanova ( codifica una proteína relacionada con Sox). Expresión de no tail.

Resultados: Durante la gastrulación , el ciclo celular coordina la distribución de las células endodérmicas mediante apoptosis, NF-kB y Snail1a.

5) LOS DEFECTOS EN LA DISTRIBUCIÓN DE LAS CÉLULAS ENDODÉRMICAS CAUSADAS POR MODULACIÓN DEL CICLO CELULAR PRODUCE DEFECTOS EN LA INDUCCIÓN NEURAL.

La inducción neural está conectada al tejido endodérmico durante la gastrulación. Estudios previos reportaron que en Xenopus la sobreexpresión de geminina inducía al tejido neural a producirse de forma ectópica (Kroll et al.,1998). Se vio que la expresión de Otx2 y Sox2, estaba dispersa en embriones inyectados con Gem MO , lo que era parcialmente rescatada por la inyección de Snail1a mRNA. Para investigar si esta inducción neural atípica era secundaria a un defecto en la distribución del endodermo o no, se realizaron ensayos de transplante.

 Método: Ensayo Casanova en embriones cas mutantes.

 Resultado: Se recuperó la expresión de los marcadores neurales, tanto al 90% de la epibolia como hasta el estadío de 14 somites, aún en la ausencia de geminina en el ectodermo.

 Esto indica que los defectos en la distribución de las células endodérmicas causados por la modulación en el ciclo lleva secundariamente a defectos en la inducción neural.

 CONCLUSIONES

En el estudio que revisamos ( Xiaolin Liu et al,2009) se propone un sistema para manipular el ciclo celular  en embriones tempranos de Zf, basado en el balance Geminina/Cdt1. Cambios estables en distintos niveles de la gastrulación ( escudo, 70%, 90% epibolia), indican la habilidad para manipular en positivo o negativo el ciclo celular de los embriones durante la gastrulación. Se concluye además que hay cambios recíprocos entre el número de apoptosis y el nivel de mitosis en las células activas. Estos cambios deberían variar luego de la gastrulación. Los resultados obtenidos muestran un aumento general en el estadío de 18 somites de la apoptosis en los ejemplares, ya sea inyectados con Gem MO o Cdt1MO, o geminina mRNA o Cdt1 mRNA. El autor plantea dos posibles razones para esto, ya sea que al modularse el ciclo y los movimientos gastrulatorios con su consiguiente variación de formación de las capas, aumenta el proceso apoptótico como regulador de la integridad general de los embriones. O que , alternativamente, la coordinación molecular entre el ciclo celular, la apoptosis y los movimientos celulares llegado un momento del desarrollo, cambia a otros mecanismos  regulatorio, perdiendo coordinación. La apoptosis se observa solamente después de la gastrulación en la mayoría de los vertebrados. Sin embargo un nivel adecuado de la misma  , junto con una maquinaria antiapoptótica que incluye en este caso a NF-kB y a Snail1a que es su blanco corriente abajo, es necesario para la coordinación entre el ciclo celular y los movimientos mesoendodermales. Se han hecho reportes previos de que Snail1a se expresa en la zona marginal que es la región de delaminación , y en la capa sincitial vitelínica (YSL), pero no en las células que mesoendodérmicas que migran. En este estudio se vio que Snail1a, es capaz autonómicamente de rescatar los movimientos defectuosos causados por la modulación del ciclo. Esto sugeriría que estas variaciones harían expresarlo en zonas que normalmente aparece.

 En resumen, los investigadores proponen que la progresión en el ciclo celular , lo cual coincide con un nivel adecuado de apoptosis y de un contrabalance antiapoptótico ( el que involucra a NF-kB y a Snail1a) son críticos para la delaminación de las células del mesoendodermo y para la coordinación de sus movimientos durante la gastrulación.

Los peces como modelo de estudio en la biología de los vertebrados

Por Gaby Vitovich

Entre los organismos modelo se comparten mecanismos de regulación genética y de diferenciación celular que pueden ser estudiados y utilizados para entender mecanismos más complejos . Sin embargo,  también pueden ser estudiados por tener características únicas.

Formalmente, “sistema modelo” u “organismo modelo” es la denominación que se aplica en biología, a las especies animales que se estudian en detalle y que se utilizan como base para generalizar como ocurren determinados procesos biológicos  en el resto de las especies relacionadas. Pero, ¿existe realmente una especie modelo?. En realidad no. Depende del tipo de estudios que se quieran realizar y de hasta donde queramos generalizar los resultados obtenidos. Entre los distintos grupos de vertebrados candidatos a ser considerados “organismos modelo” para muchas de las disciplinas de la biología , los peces teleósteos (peces óseos) ocupan una de las primeras posiciones.

Filogenéticamente hablando, los peces constituyen el grupo de vertebrados mas antiguo (unos 500 millones de años) y diverso que se conoce. Agrupan aproximadamente unas 18.000 especies (un orden de magnitud mas que los mamíferos) y colonizan habitats muy diversos, por lo que han tenido que desarrollar estrategia evolutivas muy variadas. De estos tres rasgos evolutivos podemos ya señalar tres de las ventajas que poseen los peces como animales de experimentación:

1.-Ofrecen una gran cantidad de modelos alternativos. Su divergencia evolutiva y extrema diversidad proporciona una abundante fuente de genomas distintos donde buscar y encontrar todas las posibles combinaciones estructura-función que han ocurrido en la naturaleza durante los últimos 400 años .

2.-Son adecuados tanto para la experimentación de campo como la de laboratorio . Se adaptan fácilmente a la vida en cautividad y pueden mantenerse en los acuarios sin demasiados requerimientos técnicos.

3.-Su adquisición y mantenimiento son mucho más económicos que la de cualquier ave, anfibio, mamífero, etc, utilizado en experimentación .

Aunque con distinta finalidad, son muchas y variadas las especies de peces que se han utilizado y aún se utilizan en investigación, nos vamos a centrar en una especie perteneciente al grupo de los peces teleósteos,

El Pez cebra y la Biología de los vertebrados

En los últimos años se ha avanzado notablemente en la compresión del desarrollo y genética de los vertebrados y en gran medida el pez cebra es responsable de ello. Básicamente porque a partir de él, y con relativa facilidad, pueden generarse colecciones de mutantes cuyo fenotipo puede ser analizado iv vivo (en el propio animal) durante las etapas tempranas del desarrollo Alterar la función de un gen y observar el fenotipo que produce es una de las mejores alternativas para poder establecer cual es su función y que papel tiene en el desarrollo o funcionamiento de un organismo. Cuando tras inducir una mutación (mediante sustancias químicas], clonaje posicional, retrovirus genéticamente modificados, etc) el fenotipo mutante generado resulta de interés, se procede a localizar la mutación en el genoma y posteriormente a su clonaje. Mediante estas aproximaciones experimentales, se han desvelado importantes datos acerca de la formación y función de tejidos, órganos y redes neuronales e incluso mecanismos genéticos implicados en enfermedades humanas . Además, estos análisis en pez cebra están constituyendo un complemento esencial del “proyecto genoma humano” .

A la par de una descripción detallada de la anatomía del embrión del pez cebra se han desarrollado metodologías robustas que permiten la experimentación en varios aspectos como son: La localización de proteínas “in vivo” por medio de fusiones de la proteína verde fluorescente (GFP), el apagado específico de genes empleando morfolinos (RNA antisentido modificado con un grupo morfolino), la ablación y transplante de células.

¿Qué características posee el pez cebra frente a otros modelos que también permiten un sencillo análisis de genotipos mutantes (gusano y mosca de la fruta), para que a partir del se puedan generalizar datos sobre el desarrollo de vertebrados e incluso servir de modelo para el estudio de enfermedades humanas ?.

1.- Es un teleósteo diploide y su patrón de desarrollo es similar al de los vertebrados superiores incluidos los mamíferos y por lo tanto el hombre. El modelo Caenhorhabditis elegans / Drosophila  deja muchas cuestiones por resolver porque la cresta neural, la notocorda, el páncreas endocrino y exocrino, etc, son “inventos” de los vertebrados. De hecho, en un principio “el sistema pez cebra” fue establecido como un puente para cubrir las lagunas existentes entre los modelos Drosophila/Caenhorhabditis elegans y ratón/hombre .

2.-Se ha demostrado la existencia relaciones sinténicas entre los genomas humanos y de pez cebra y por ello la mutación de genes ortólogos en pez cebra puede dar lugar a fenotipos similares a los que se presentan en muchas enfermedades humanas.

Frente al resto de los modelos de vertebrados posee como ventajas:

1.-Su pequeño tamaño (aproximadamente 2,5 cm) permite mantener un elevado número de ejemplares en espacios relativamente pequeños

2.-Una sola hembra madura puede poner desde docenas a cientos de huevos por lo que se puede disponer de elevadas cantidades de material genético uniforme

3.-La fertilización de los huevos es externa por lo que no se necesitan posteriores manipulaciones del embrión. De esta manera, se suprime la problemática que plante en mamíferos el tener que implantar posteriormente los embriones en el útero de hembras pseudopreñadas.

4.-Tanto el tiempo de desarrollo del embrión completo (72h)  como el que transcurre entre distintas generaciones es muy corto (2-3 meses).Además, se pueden controlar las puestas modificando las temperatura y/o fotoperíodo.

5.-Los embriones son transparentes por lo que se permite el análisis no invasivo del embrión y el seguimiento la expresión génica en tiempo real (en el animal vivo según se desarrolla).

En la actualidad son incontables las investigaciones sobre biología del desarrollo, toxicología, carcinogénesis, senescencia, desordenes genéticos etc, que utilizan como modelo de estudio el pez cebra, y los logros obtenidos a partir de ellas imposibles de relatar. A modo de ejemplo vamos a citar la enfermedad de la Anemia Sideroblástica Congénita, en el que se refleja claramente el potencial del pez cebra como modelo de estudio de enfermedades humanas.

Mediante clonaje posicional se aislaron en zebrafish un conjunto de genes denominados Sauternes (Sau). Fenotípicamente, los mutantes Sau de zebrafish presentan bajos niveles de hemoglobina aunque el número de células rojas circulantes en el torrente sanguíneo es normal. Tras un intensivo estudio se demostró que este fenotipo mutante se debe a un defecto en el gen de la enzima d-aminolevulinato sintetasa (ALAS-2) que regula el primer paso en la biosíntesis del grupo hemo en los glóbulos rojos embrionarios. Los pacientes humanos de Anemia Sideroblástica Congénita también son deficientes en la enzima ALAS-2 y sus eritrocitos, al igual que los del pez cebra, hipocrómicos por deficiencias en la síntesis de hemoglobina. Para esta grave enfermedad, es la primera vez que se ha podido establecer un modelo animal de estudio.

  Embriones de Zf  con GFP

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Zebrafish embryotoxicity in water quality monitoring.