התאים אינם תיקים פשוטים של אנזימים, אבל מאוד מורכבת למדי מכונות שהרכיבים בקפידה לשינוי הגודל הנכון, לארגן תפקידים מוגדרים היטב. מורפוגנזה של תאים בודדים מייצג תהליך מפתח התא וביולוגיה התפתחותית, אך המנגנון המולקולרי שלה לא ידוע1,2. בעוד כמה תאים בתרבית דומות כתמים, אורגניזמים חד־תאיות יכול מאוד סיבכו ארכיטקטורות, ומעוררות את דפוסי בקליפת המוח מורכבת ראיתי3,ciliates4.
אולי הדוגמה הקיצונית ביותר של תא מאוד מובנית הוא Stentor coeruleus, heterotrichous ענק ciliate קשור Tetrahymena ו- סנדלית. Stentor הוא באורך של 1 מ מ, והוא מכוסה עם יותר מ-100 פסים אורכיים של פיגמנט כחול לסירוגין עם שורות של cilia מאורגנים בערימות מקבילים של סרטים microtubule להפעיל את משך כל התא. התא הוא חצוצרה בצורת (איור 1), עם תזמורת membranellar מכשירים דרך הפה (OA) לסיומה הקדמי, ואת holdfast שמתחבר התא המצע בקצה האחורי שלו. בנוסף הקוטביות ברור הקדמי, האחורי, התא גם מראה המתבנת כיראלי, ייחודי כך ריווח בין שורות ciliary בהדרגה גדל עם כיוון השעון. התוצאה רציפות שם השורה הצר פוגש את השורה הרחב ביותר, ואת אזור זה של פני השטח של התא, המכונה מיקומה של פס ניגודיות, יכולים לגרום להיווצרות הסט השני של מבנים הקצה הקדמי כאשר הושתל אל תא אחר5, . עושה את זה באופן רשמי המקביל לסדרן של Spemann. לפיכך, כל תהליכי מפתח ביולוגיה התפתחותית יש תחליפי שלהם ב- Stentor: axiation, תבניות ו אינדוקציה. העובר, תהליכים אלה מונעים על ידי הגורל ההבדלים בין תאים שונים, אבל ב- Stentor, הם חייבים להיות מונע על ידי הגורל הבדלים בין אזורים שונים בתוך תא בודד. מה שמגדיר את ההבדלים בין האזורים בתוך Stentor היא בגדר תעלומה.
אם חלק כלשהו של Stentor נחתך, החתיכה החסרה של התא יכול להתחדש להניב תאים נורמליים תוך מספר שעות. אם תא לחתוך לחצי, או אפילו לחלקים קטנים הרבה יותר, כל קטע מארגנת מחדש ויהיו לתוך תא שנראה נורמלי אבל קטנים יותר ומשחזרת את המידתיות נכונה בין תא חלקים6,7. אפילו שברירי, 1/64th לגודל התא המקורי, מסוגלים להתחדש בתוך תא קטן, אך בדרך כלל פרופורציות ולאחר מכן לגדול בגודל מלא6. Stentor ובכך מציגה הזדמנות ייחודית ללמוד את המנגנונים של אברון גודל שינוי גודל של תאים צמיחה תקנה בשיטות כירורגיות המוחלות בדרך כלל ברמה של רקמות או אורגניזם שלם.
אחד המאפיינים של Stentor ומאפשרת לו להתחדש מתוך מגוון רחב של ניתוחים כירורגיים הוא שהוא מכיל macronucleus nodulated יחיד (איור 1) עם בערך 50,000 עותקים של כל הגנים8. כל עוד קטע התא מכילה צומת macronuclear אחד לפחות, הוא בעל יכולת להתחדש באופן מלא. מאפיין נוסף המשמש כבסיס יכולת התחדשות של Stentor, היא יכולתה ריפוי פצע עצום. סוגי תאים רבים אמנם מסוגל ריפוי הפצעים שלהם9, Stentor הוא מסוגל להתאושש במגוון יוצא דופן של לפליטת הפיזי. דוגמה Stentor ההתאוששות מן ההפרעות דרסטית, יחד עם השיטות להמחשת זרימה cytoplasmic Stentor10 דווחו בעבר. שיטות אלה מאפשרות לימוד משפיעים על התחדשות איך ופצעו ובעקבות המצב הפיסי של הציטופלסמה.
גודל עצום של stentor, יכולת התחדשות יוצאת דופן, והעובדה כי זה בא לידי ביטוי, תופעות התפתחותיות אצל העוברים multicellular (כגון המארגנים, axiation והמתבנת) רבות נמשך ביולוגים התפתחותיים רבים במהלך הפנייה של המאה הקודמת, לרבות תומאס הנט מורגן7. במהלך החמישים והשישים, גישות המיקרוכירורגית הדגים מערך מדהים של תהליכים morphogenetic ולעירור החד-תאי הזה11. עם זאת, Stentor פותחה כמערכת מודל בביולוגיה מולקולרית רק לאחרונה. במהלך השנים האחרונות, הגנום של Stentor היה וסודרו והתכנסו8, ואת השיטה perturb ביטוי גנים באמצעות RNAi מאכילים היה מפותח12.
אחת הסיבות Stentor פותחה לתוך אורגניזם מודל הביולוגיה המולקולרית המודרנית רק לאחרונה היה הקושי של גידול גדול התרבויות בגלל מחזור התא ארוכה שלה (3 עד 5 ימים). עם זאת, שיטות מודרניות גנומית פרוטיאומיה מבנית לדרוש פחות חומר מאשר הם נהגו, הנפח של תא בודד Stentor היא מספקת שיטות אלה, אפילו בלי להזדקק העדינה שיטות שפותחו עבור הניתוח של יחיד תאים קטנים בהרבה Stentor. בסעיף 1 של הפרוטוקול מפרט את ההליך עבור יצירת תרבות גדול מתא Stentor בודד. אותה גישה יכול לשמש כדי ליצור תרבות גדול מרסיס תא שהושג על ידי חיתוך תא. בסעיף 1 מספק גם ההנחיות לשמירה על תרבויות Stentor בריאים לאורך פרקי זמן ארוכים. סעיף 2 של הפרוטוקול מספקת את המתודולוגיה להשראת התחדשות התאים על ידי גזירה את התאים באופן ידני עם מחט זכוכית. סעיף 3 של הפרוטוקול מוקדש שתי שיטות של גרימת לרגנרציה של תא מסוים מבנים (membranellar band ואוראלי-המנגנון): טיפול תאי עם סוכרוז או אוריאה שמוביל שפיכת של מבנים אלה, ואחריו שלהם התחדשות. סעיף 4 של הפרוטוקול פירוט שיטת ההדמיה של תאים בודדים ההתחדשות במשך פרקי זמן ארוכים. סעיף 4 מסתיים התיאור של השלבים של התחדשות וטיפים על הניתוח של התחדשות דינמיקה.