כאן אנו מדגימים כיצד לגרום ולנטר התחדשות בשושנת ים הכוכב Nematostella vectensis, מודל אנתוזואן קנידרי. אנו מדגימים כיצד לקטוע ולסווג התחדשות באמצעות מערכת בימוי מורפולוגית, ואנו משתמשים במערכת זו כדי לחשוף דרישה לאוטופגיה בהתחדשות מבני פוליפ.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן אנו מדגימים כיצד לגרום ולנטר התחדשות בשושנת ים הכוכב Nematostella vectensis, מודל אנתוזואן קנידרי. אנו מדגימים כיצד לקטוע ולסווג התחדשות באמצעות מערכת בימוי מורפולוגית, ואנו משתמשים במערכת זו כדי לחשוף דרישה לאוטופגיה בהתחדשות מבני פוליפ.
צורבים, ובאופן ספציפי הידרה, היו הבעלים החיים הראשונים הראו להתחדש מבנים שניזוקו או נקטעים, ואכן מחקרים כאלה לטעון השיקו חקירה ביולוגית מודרנית דרך העבודה של Trembley לפני יותר 250 שנה. נכון להיום המחקר של התחדשות חלה התעוררות מחודשת הן באמצעות "קלאסיים" אורגניזמים רגנרטיבית, כגון הידרה, planaria ו Urodeles, כמו גם קשת הרחבת מינים פורש טווח של metazoa, מן ספוגים באמצעות יונקים. מלבד העניין המהותי שלה כתופעה ביולוגית, הבנה כיצד התחדשות עובדת במגוון מינים תרצינה להודיע לנו על האם תהליכי התחדשות לשתף תכונות משותפות ו / או מינים או בהקשר ספציפי מנגנונים תאיים ומולקולריים. כלנית הים כוכבנית, vectensis Nematostella, הוא אורגניזם מודל המתעוררים להתחדשות. כמו ההידרה, Nematostella הוא חבר של המערכה העתיקה, הצורבים, אבל בתוך tהוא בכיתה anthozoa, clade אחותו אל הידרתים כי הוא אבולוציונית יותר הבסיס. לכן היבטים של התחדשות Nematostella יהיו מעניינים להשוות לעומת עם אלה של ההידרה צורב אחרים. במאמר זה, אנו מציגים שיטה לחצות, להתבונן ולסווג התחדשות של סוף aboral של המבוגר Nematostella, אשר נקרא physa. Physa עובר ביקוע טבעי כאמצעי רבייה מינית, ואו ביקוע טבעי או קטיעה ידנית של physa מפעילה מחדש צמיחה הרפורמציה של מורפולוגיות מורכבות. כאן יש לנו קודיפיקציה שינויים מורפולוגיים פשוטים אלה בתוך מערכת Staging התחדשות Nematostella (להלן NRSS). אנו משתמשים NRSS כדי לבחון את ההשפעה של chloroquine, מעכב פונקציה ליזוזומלית שחוסמת autophagy. התוצאות מראות כי התחדשות של מבנים פוליפ, ובמיוחד mesenteries, הוא לא נורמלי כאשר autophagy מעוכבת.
התצפית של התחדשות ב הידרה יחיד הייתה האירוע המכונן כניסתו של ביולוגיה כמו 1,2 מדע ניסויי. ההתחדשות נשארת תופעה של משיכה רחבה באופן יוצא דופן כדי ביולוג ולהניח אדם כאחד. פוטנציאל ביולוגים התפתחותיים, קלינאים, מדענים ביו מהנדסים רקמות להבין ולהתגבר על המגבלות על התחדשות אדם עושה ביולוגית התחדשות יותר מעניין מהותי.
עכשיו, עם השימוש של טכנולוגיות מתפתחות כגון הגנום רצף רווח והפסד של כלי פונקציה, השדה צפוי ניסה להפריד מנגנון שיקום וכדי בסופו של דבר להבין כיצד שונה מינים יכול להתחדש בעוד שאחרים לא יכולים. מידת האחידות בתגובות מולקולריות, תאית מורפולוגיים נותרה הובהרה, אך עד כה נראה כי התגובות הבסיסיות בקרב בעלי חיים שיכולים להתחדש דומות יותר מאשר יצטרך Imagi היהנד רק לפני עשור 3.
צורב בפרט הם קלילים על התחדשות כמעט כל חלקי גופם בתוך קשת רחבה של גיוון מורפולוגיים. מתוך פוליפ מים הבודד הטרי, הדרתי יחד עם הפוליפים הימיים הזעירים לבנות שוניות אלמוגים עצומות, אל בסיפונופורים הקולוניאלי המורכב, כגון Man-O-המלחמה הפורטוגזית, התחדשות היא לעתים קרובות במצב של רבייה, בנוסף מנגנון תיקון או רפורמה חלקי גוף פגומים או אבד כתוצאה מפגיעה וטריפה. אם המינים השונים של צורבים להשתמש מנגנונים דומים או שונים להתחדשות היא שאלה מעניינת ביסודו 4-6.
אנחנו, ואחרים כבר בפיתוח anthozoan, Nematostella vectensis כמודל התחדשות 7-17. אנחנו לאחרונה פתחנו מערכת אחסון זמנית לתיאור התחדשות של גוף כולו מחתיכה אחידה מורפולוגית של רקמות נחצתה מן aboraסוף l של הפוליפ 10. בעוד פוליף Nematostella יכולים להתחדש כאשר נחצו ברמה כזו או אחרת, בחרנו לחתוך מבוגרים לעבר עמדת aboral באזור הפשוט ביותר מורפולוגית, את physa, בין שאר כי זה קרוב המטוס הרגיל של ביקוע מיני טבעי 18, וגם בגלל זה תצפית היתרים בניתוחים מולקולריים לאופן שבו גוף כולו מחדש מן הרכיבים מורפולוגיים הפשוטים.
מערכת staging התחדשות Nematostella (NRSS) מספקת מערכת פשוטה יחסי של מבחני ביצועים מורפולוגיים שיכול לשמש להבקיע את ההתקדמות של כל היבט של התחדשות ידי physa קטוע, בתנאי תרבות נורמלים או ניסיוני מוטרד מצבים כגון טיפולי מולקולה קטנים, מניפולציה גנטית , או שינוי סביבתי. כצפוי, NRSS הופכת אמצה כמו פיגום מורפולוגיים שעליו האירועים התאיים ומולקולריים של התחדשות יכולים להיות הופנה10.
לבסוף השיטה של חיתוך שלנו מייצרת הזמנות כמה חור שנפערו גודל גדול יותר לנקב סיכת נקודה בשימוש במחקר שנערך לאחרונה 17, עדיין הוא לרפא את הפצעים סביב 6 שעות. תיעוד השלב חזותי מעצר והמובחן של סגירת פצע צריכה להציע גישות ניסיוניות להסביר את העצמאות לכאורה של הגודל של פצע ואת הזמן שנדרש כדי לסגור. לפיכך, הבנה ויזואלית עמוקה יותר של תהליך קטיעת aboral, המסופקת על ידי פרוטוקול זה, תסייע חקירות נוספות לתוך מערכת התחדשות המודל הזה ולהרחיב את היישום של מערכת קביעת שלב זו באמצעות Nematostella vectensis.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מיזוג 1. של בעלי חיים עבור טמפרטורה, תזונה מחזור אור / חושך
בחירה 2. והרפיה של בעלי חי אוויר התזונתי
3. קטיעה
4. הערכת התחדשות עם מערכת האחסון הזמני התחדשות Nematostella (NRSS)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ההתקדמות של אירועים מורפולוגיים במהלך רגנרציה ב physa הכרות מוצג באיור 1 א ', הכולל נופים נציג physa בכל שלב NRSS. האתר לחתוך physa הטיפוסי מותווה על המבוגר (ראשי החץ). הצילומים איור 1A להראות התחדשות מתקדמת של מבנים אוראלי הגוף מפני physa טרי ביקע פוליפ נוצר באופן מלא. איור 1B, C להראות את הסדר של המחיצה הפנימית, mesenteries, בשלב 4 ושלב 5, בהתאמה. שימו לב כמה mesenteries בשלב 4 יחסר "קפול", אבל כ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שימוש Nematostella כמודל של ריפוי פצעים והתחדשות אהיה יותר ויותר פופולרי. לכן, חשוב להיות מסוגל לדמיין את דפוסי מורפולוגיים של פרוטוקול מסוים לפני ניתוחים תאיים ומולקולריים יעילים ניתן להקצות והשווה. Nematostella יש רמה גבוהה של "גמישות" משובים, יכולת לבצע רפורמה כמעט כל מבנה חסר נקטע בכל מקום, בשלבים שלאחר planula חיים. לפיכך, חוקרים שונים בחנו התחדשות נובעי קטיעה או פציעה באזורים שונים של פוליפים, בגילים שונים וגדלים 7-18.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי תאי גזע ניו יורק למדע (NYSTEM C028107) מענק GHT.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Nematostella vectensis, מבוגרים | מעבדה ביולוגית ימית (MBL) | ספק ללא מטרות רווח | |
| צלחת תרבית זכוכית, 250 מ"ל | אספקה ביולוגית של קרוליינה | 741004 | 250 מ"ל |
| צלחת תרבית זכוכית, 1,500 מ"ל | אספקה ביולוגית של קרוליינה | 741006 | 1,500 מ"ל |
| פיפטת העברת פוליאתילן, 5 מ"ל | ארה"ב מדעי | 1022-2500 | קדח צר, בוגר |
| צינור העברת פוליאתילן, מחודד | Samco | 202-205 | חתך 1 אינץ' של קצה כדי ליצור קדח רחב |
| פעמי אזמל | נוצות בטיחות סכין גילוח בע"מ | מס' 10 | להב מס' 10 צריך להיות מעוקל |
| # 5 Dumont פינצטה עדינה | Roboz | RS5045 | ספקים חלופיים זמינים |
| צלחת פטרי פיירקס, קורנינג בקוטר 100 מ"מ | 3160 | יכול להחליף לוחות פטרי זכוכית אחרים | |
| צלחת סטרילית 6 בארות | קורנינג פלקון | 353046 | או דומה מיצרן אחר |
| צלחת סטרילית 12 בארות | Nunc | 150628 | או דומה מיצרן אחר |
| צלחת סטרילית 24 בארות | Celltar, Greiner bio-one | 662-160 | או דומה מיצרן אחר |
| ערכת שנאת שרימפס מלח | מפרץ סן פרנסיסקו; drsfostersmith.com | CD-154005 | אפשרות לגידול תבנית אפייה פיירקס שרימפס מלח |
| הנפוצה בחנויות | אפשרות לגידול שרימפס מלח | ||
| תערובת מי ים מלאכותיים 50 גל ומעלה | אוקיינוס מיידי; drsfoster-smith.com | CD-116528 | מותגים אחרים עשויים להספיק |
| אמבט פלסטיק להכנת ASW | פח אשפה פלסטיק נפוץ | ||
| פוליפרופילן | קרבוי קרולינה אספקה ביולוגית | 716391 | למלאי עבודה של ASW @ 12 ppt |
| , בוגר, 4,000 מ"ל | מעבדות PhytoTechnology | B199 | לדילול של 36 ppt ASW ל 12 ppt |
| סטריאומיקרוסקופ ומקור אור | שונים | עם הגדלה רציפה של 1 - 40X |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.