$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
في الستينيات ، كانت سيدني برينر رائدة في استخدام Caenorhabditis elegans ، وتحديدا سلالة N2 المعزولة من بريستول ، المملكة المتحدة ، لدراسة علم الأعصاب الحيوانيوتطويره. منذ ذلك الحين ، كانت الاكتشافات الأساسية مع هذه السلالة المرجعية المختبرية مفيدة في كشف تنظيم العمليات الأساسية مثل موت الخلايا المبرمج2 ، تكوين الأعضاء3،4،5 ، الشيخوخة6،7 ، تنظيم الجينات بواسطة الحمض النووي الريبي غير المشفر8،9،10،11 ، وصف الروابط العصبية ثنائية الشكل جنسيا الكاملة12 ، والعديد من الظواهر الأخرى في البيولوجيا الجزيئية والخلوية والتنموية. تكملها العديد من الدراسات "omic" بدقة الخليةالواحدة 13،14 ، يمكن القول إن N2 هو أكثر أنواع الميتازوان الموصوفة بشكل كامل. وفرت ثروة المعرفة المكتسبة من دراسة N2 على مدى العقود الستة الماضية نقطة انطلاق لاستكشاف التنويع التطوري للآلية التي تعدل التطور في الأنماط المتميزة وراثيا C. ايليجانس البرية ، وكذلك في أنواع الديدان الخيطية الأخرى. حتى الآن ، تم عزل أكثر من 500 C. ايليجانس ، لكل منها نمط فرداني فريد ، من جميع أنحاء العالم15. سهل هذا التقدم إلى حد كبير تحديد العوامل الوراثية المسؤولة عن التباين في السمات الكمية16 ، بما في ذلك الأليلات المشتقة من المختبر في العديد من الجينات التي تعدل مجموعة من السمات السلوكية والتنموية في N2 (على سبيل المثال ، المراجع17،18،19،20). ومن ثم ، فإن دراسة الديدان البرية يمكن أن توفر رؤى مهمة حول كيفية تفاعل مع بيئتها بطرق تؤثر على التطور وعلم وظائف الأعضاء والسلوكيات وتضيء أيضا المسارات التطورية للحيوانات. يبدو أن العديد من الأنواع في جنس Caenorhabditis لا يمكن تمييزها شكليا تقريبا عن C. ايليجانس21،22 ، مما يوفر منصة قوية لدراسة الآلية الجزيئية لانجراف النظام التنموي23،24. ومع ذلك ، من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن مورفولوجيا C. ايليجانس ، التي تعيش في المواد النباتية المتعفنة ، تختلف اختلافا كبيرا عن أقرب شقيق معروف لها ، C. inopinata ، الموجود فقط على التين ، على الأرجح نتيجة التكيف المتخصص25. ستعمل الدراسات المقارنة داخل الأنواع وبين الأنواع على تعميق فهمنا للتاريخ التطوري لهذه. بهدف تعزيز استخدام الموارد الطبيعية الغنية التي تقدمها الديدان الخيطية للتحقيق في أسئلة مهمة في علم الأحياء التطوري والسلوكي ، توفر هذه المجموعة من المقالات تقنيات مفيدة لعزل وزراعة ودراسة الديدان البرية وأنواع الديدان الخيطية خارج C. ايليجانس الأنواع.
في مجموعة الطرق هذه ، يوفر Tintori et al.26 و Crombie et al.27 طرقا تكميلية لعزل الديدان الخيطية البرية. Tintori et al. يصف طريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لعزل الديدان الخيطية في الحقل باستخدام قمع بيرمان. يسمح هذا النهج للباحثين ، بطريقة غير متحيزة ، بجمع مجموعة الديدان الخيطية بأكملها تقريبا من الركائز (على سبيل المثال ، الفاكهة المتعفنة والزهور والسيقان). في المقابل ، كرومبي وآخرون يقدمون طريقة تثري أنواع التهاب الكينورهابديت ذاتية التخصيب مثل C. ايليجانس ، C. briggsae ، و C. tropicalis. بالإضافة إلى ذلك ، يقدمون تعليمات مفصلة حول استخدام تطبيق Fulcrum وبرنامج R لتتبع وتنظيم عينات الديدان الخيطية بشكل فعال ، بالإضافة إلى البيانات البيئية المقابلة. ستوفر دراسة الديدان الخيطية في سياقها الطبيعي رؤى مهمة حول بيئتها ، والتي تشكل السمات المعقدة في هذه الأنواع.
تظهر الديدان الخيطية تباينا داخل الأنواع وبين الأنواع في السلوكيات التي تسهل التكيف المتخصص ، مما يوفر نموذجا ممتازا لدراسة الأساس الجيني للدونة السلوكية والتباعد العصبي28،29،30. يصف Ackley et al.31 فحصا قويا لدراسة انجذاب الجاذبية ، والذي قد يكون بمثابة آلية تشتت ، في يرقات داور من أنواع مختلفة من التهاب Caenorhabdit . نظرا لأن سلوك الجاذبية قد يتأثر بالمدخلات الحسية الأخرى32 ، يوفر Ackley et al.31 طريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لحماية من المجالات الضوئية والكهرومغناطيسية ، وبالتالي منع التداخل المعروف لهذه التأثيرات البيئية على سلوك الجاذبية. سيكون هذا الفحص مفيدا لدراسة الآلية الجزيئية للتكامل الحسي وتطور استراتيجيات التشتت في الديدان الخيطية.
أحدث تطوير تقنيات تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية في العقد الماضي ثورة في تحليلات النسخ ، مما مكن الباحثين من دراسة عدم التجانس الخلوي في الكائنات متعددة الخلايا بدقة عالية. في C. ايليجانس ، يعتمد عزل أنواع الخلايا المختلفة على التعبير عن علامات الفلورسنت الخاصة بالأنسجة و FACS33 ، مما يحد من تطبيقه على أنواع الديدان الخيطية الأخرى التي لا تتوفر لها أدوات معدلة وراثيا. نجح Woronik et al.34 في نشر التشريح الدقيق بالليزر لعزل الأنسجة عن الديدان في غياب العلامات الخلوية. يقومون بعزل أطراف الذيل من C. ايليجانس الذكور والخنثى ويؤدون تسلسل الحمض النووي الريبي باستخدام CEL-Seq2 للتحقيق في آلية تشكل الذيل. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه يمكن اعتماد الطريقة الموصوفة بسهولة لأنواع الأنسجة الأخرى في أنواع مختلفة من الديدان الخيطية ، مما يسمح بتحليلات النسخ المقارنة في سياق خاص بالأنسجة.
C. ايليجانس والعديد من الديدان الخيطية الطفيلية تحتوي على هياكل مماثلة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم الحفاظ على العديد من أنظمة الإشارات الرئيسية ومسارات النمو بين الأنواع35،36. الديدان الخيطية الجذعية والبصلة ، Ditylenchus dipsaci ، هي ديدان خيطية طفيلية نباتية تؤثر على أكثر من 500 نوع نباتي في جميع أنحاء العالم مما يتسبب في خسارة مدمرة للمحاصيل الغذائية. يصف Cammalleri et al.37 طريقة فعالة لنشر عدد كبير من D. dipsaci في نباتات البازلاء. يقدم المؤلفون أيضا بروتوكولا مفصلا لتحديد الجزيئات الصغيرة المرشحة التي قد تكون بمثابة مبيدات خيطية عن طريق إضعاف حركة الديدان. سهولة الزراعة المختبرية إلى جانب تسلسل الجينومالمتاح مؤخرا 38 تجعل D. dipsaci نموذجا مفيدا للدراسات المقارنة مع C. elegans ، مما يجعل من الممكن الكشف عن جوانب جديدة من بيولوجيتها وتطوير استراتيجيات فعالة للمكافحة الحيوية.
أخيرا ، يوفر Heryanto et al.39 طريقة لنشر التهاب البكتيريا Heterorhabditis و Steinernema carpocapsae ، وهي ديدان منشأة للحشرات تصيب الحشرات وتظهر ارتباطا متبادلا مع البكتيريا الموجودة في أحشائها. Heryanto et al. يوضح أيضا طرقا ل RNAi في H. bacteriophora عن طريق الحقن الدقيق dsRNA في الغدد التناسلية. أظهرت دراسة سابقة أن أجنة Steinernema بطيئة النمو وأن الانتقال من الأم إلى البيضة الملقحة يحدث في وقت مبكر أثناء التطور الجنيني في Steinernema مقارنة بأنواع Caenorhabditis 40. مزيد من الدراسات المقارنة باستخدام الأدوات الجينية التي وصفها Heryanto et al. 39 تعد بالكشف عن أساس التنويع التطوري للبرامج التنموية في هذه الأنواع ذات الصلة البعيدة ، بالإضافة إلى رؤى جديدة حول تطور التطفل.
توفر المقالات الموجودة في مجموعة الطرق هذه عينات من النظام القوي الذي تقدمه الديدان الخيطية للدراسات المقارنة والميكانيكية المستقبلية. من الأهمية بمكان فهم كيفية ضبط العمليات البيولوجية المتنوعة أثناء التطور لإظهار "الأشكال التي لا نهاية لها لتشارلز داروين ، أجمل وأروع".