Indukowanie całkowitej regeneracji polipów z pęcherza brzusznego ukwiału gwiazdkowego Nematostella vectensis

Patricia Bossert; Gerald H. Thomsen

doi:10.3791/54626

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Indukowanie całkowitej regeneracji polipów z pęcherza brzusznego ukwiału gwiazdkowego Nematostella vectensis

8.3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/54626

⸱

14 stycznia 2017

Patricia Bossert¹ , Gerald H. Thomsen¹

¹Department of Biochemistry and Cell Biology, Center for Developmental Genetics, Stony Brook University

W tym artykule

Podsumowanie

Tutaj pokazujemy, jak indukować i monitorować regenerację u ukwiału gwiazdkowego Nematostella vectensis, modelowego antozoana parzydełkowego. Pokazujemy, jak amputować i kategoryzować regenerację za pomocą morfologicznego systemu oceny stopnia zaawansowania, a także używamy tego systemu, aby ujawnić wymóg autofagii w regeneracji struktur polipowych.

Streszczenie

Cnidarians, a w szczególności Hydra, były pierwszymi zwierzętami, które regenerowały uszkodzone lub odcięte struktury, a takie badania prawdopodobnie zapoczątkowały nowoczesne badania biologiczne dzięki pracy Trembleya ponad 250 lat temu. Obecnie w badaniach nad regeneracją obserwuje się odrodzenie zarówno przy użyciu "klasycznych" organizmów regeneracyjnych, takich jak Hydra, planaria i Urodeles, jak i poszerzającego się spektrum gatunków obejmujących zakres metazoa, od gąbek po ssaki. Oprócz jego wewnętrznego zainteresowania jako zjawiska biologicznego, zrozumienie, jak działa regeneracja u różnych gatunków, dostarczy nam informacji, czy procesy regeneracyjne mają wspólne cechy i/lub gatunki lub mechanizmy komórkowe i molekularne specyficzne dla kontekstu. Ukwiał gwiaździsty, Nematostella vectensis, jest wyłaniającym się organizmem modelowym do regeneracji. Podobnie jak Hydra, Nematostella należy do starożytnej gromady parzydełkowatych, ale w obrębie klasy anthozoa, kladu siostrzanego do hydrozoa, który jest ewolucyjnie bardziej bazalny. Tak więc aspekty regeneracji u Nematostella będą interesujące do porównania i skontrastowania z tymi u Hydry i innych parzydełkowatych. W tym artykule przedstawiamy metodę przecięcia na pół, obserwacji i klasyfikacji regeneracji aboral końca dorosłego Nematostella, który nazywa się physa. Physa naturalnie ulega rozszczepieniu jako sposobowi rozmnażania bezpłciowego, a albo naturalne rozszczepienie, albo ręczna amputacja physa powoduje ponowny wzrost i reformację złożonych morfologii. Tutaj skodyfikowaliśmy te proste zmiany morfologiczne w systemie oceny stopnia regeneracji nematostelli (NRSS). Używamy NRSS do testowania działania chlorochiny, inhibitora funkcji lizosomalnej, który blokuje autofagię. Wyniki pokazują, że regeneracja struktur polipów, zwłaszcza krezki, jest nieprawidłowa, gdy autofagia jest zahamowana.

Wprowadzenie

Obserwacja regeneracji w pojedynczej hydrze była przełomowym wydarzeniem w nadejściu biologii jako nauki eksperymentalnej^1,2. Regeneracja pozostaje zjawiskiem niezwykle szerokim atrakcyjnym zarówno dla biologów, jak i laików. Potencjał biologów rozwojowych, klinicystów, naukowców biomedycznych i inżynierów tkankowych w celu zrozumienia i pokonania ograniczeń regeneracji człowieka sprawia, że biologia regeneracji jest więcej niż sama w sobie interesująca.

Teraz, dzięki wykorzystaniu nowych technologii, takich jak sekwencjonowanie genomu oraz narzędzia do zdobywania i utraty funkcji, dziedzina ta jest gotowa do rozdzieleni....