Study of the development and anatomy of the torus longitudinalis and marginal layer of the optic tectum in larval and juvenile zebrafish (Danio rerio)

El toro longitudinal es una estructura localizada en el mesencéfalo de peces teleósteos y estrechamente asociada con el techo óptico. Consiste fundamentalmente en una masa de células grano densamente empaquetadas y encajadas justo por debajo de la comisura intertectal. Éstas células envían axones al estrato marginal, la capa más superficial del techo óptico, donde se orientan en paralelo y establecen sinapsis con neuronas piramidales o de tipo I. Debido a sus similitudes con los circuitos del cerebelo, el toro longitudinal-­‐ estrato marginal se considera una estructura “cerebellum-­‐like”. Pese a que el pez cebra es un importante sistema modelo para estudios funcionales y de desarrollo, se desconoce la anatomía y función del toro longitudinal tanto en el adulto como en la larva de esta especie. Por tanto, hemos estudiado la organización anatómica del toro longitudinal en el adulto de pez cebra mediante una tinción general de tipo Nissl. Además, hemos utilizado una técnica inmunofluorescente frente a vesículas sinápticas (SV-­‐2) para tratar de delimitar el estrato marginal del techo óptico. Esta misma tinción fue utilizada para determinar el desarrollo del toro longitudinal en la larva de 5 y 10 días post-­‐fertilización. Como resultado, generamos un atlas mostrando la anatomía general del toro longitudinal en el adulto de pez cebra, pudiendo diferenciar dos tipos celulares: células pequeñas (células tipo grano) y células de mayor tamaño. Estos resultados coinciden con estudios anteriores sobre esta estructura en otras especies. Observamos también que, en contraposición a lo que sugerían estudios preliminares, el toro longitudinal parece estar ya presente a los 5 días post-­‐fertilización. Por tanto, se trata de una estructura de desarrollo temprano. En cuanto al estrato marginal, con las técnicas aplicadas no pudimos delimitarlo claramente.Traballo fin de grao (UDC.CIE). Bioloxía. Curso 2013/201

Anatomy and Connectivity of the Torus Longitudinalis of the Adult Zebrafish

[Abstract] This study describes the cytoarchitecture of the torus longitudinalis (TL) in adult zebrafish by using light and electron microscopy, as well as its main connections as revealed by DiI tract tracing. In addition, by using high resolution confocal imaging followed by digital tracing, we describe the morphology of tectal pyramidal cells (type I cells) that are GFP positive in the transgenic line Tg(1.4dlx5a-dlx6a:GFP)ot1. The TL consists of numerous small and medium-sized neurons located in a longitudinal eminence attached to the medial optic tectum. A small proportion of these neurons are GABAergic. The neuropil shows three types of synaptic terminals and numerous dendrites. Tracing experiments revealed that the main efference of the TL is formed of parallel-like fibers that course within the marginal layer of the optic tectum. A toral projection to the thalamic nucleus rostrolateralis is also observed. Afferents to the TL come from visual and cerebellum-related nuclei in the pretectum, namely the central, intercalated and the paracommissural pretectal nuclei, as well as from the subvalvular nucleus in the isthmus. Additional afferents to the TL may come from the cerebellum but their origins could not be confirmed. The tectal afferent projection to the TL originates from cells similar to the type X cells described in other cyprinids. Tectal pyramidal neurons show round or piriform cell bodies, with spiny apical dendritic trees in the marginal layer. This anatomical study provides a basis for future functional and developmental studies focused on this cerebellum-like circuit in zebrafish.IB was supported by a Sir Henry Dale Fellowship from the Royal Society and Wellcome Trust (101195/Z/13/Z) and a UCL Excellence Fellowship. This project was also funded by University of A CoruñaReino Unido. Royal Society; 101195/Z/13/