Морские пластиножаберные являются ценными животными моделями для биомедицинских и геномных исследований, поскольку они являются самыми примитивными позвоночными, обладающими адаптивным иммунитетом и уникальными механизмами осморегуляции 1-3. Будучи наиболее примитивными из ныне живущих челюстно-челюстных позвоночных с парными придатками, пластиножаберные являются эволюционно важной моделью, особенно для исследований эволюции и развития. Морские пластиножаберные также использовались для изучения водной токсикологии и физиологии стресса в связи с изменением климата 4. Таким образом, необходима разработка и адаптация методологий, чтобы облегчить и расширить использование этих примитивных позвоночных в различных биологических дисциплинах. В этой статье я представляю успешную адаптацию целого массива РНК, гибридизацию in situ и гистологические методы для изучения экспрессии генов и гистологии клеток у пластиножаберных.
Мониторинг экспрессии генов является отличительным инструментом биологов развития и широко используется для исследования процессов развития 5. Гибридизация РНК in situ позволяет визуализировать и локализовать специфические транскрипты генов в тканях развивающегося эмбриона. Паттерн экспрессии сообщения гена может дать представление о том, какие процессы развития и решения о судьбе клеток могут контролироваться геном. Сравнивая паттерн экспрессии гена на разных стадиях развития, можно получить представление о том, как роль гена меняется во время развития.
В то время как whole mount in situ предоставляет средства для локализации экспрессии генов в ткани, гистологические методы позволяют идентифицировать дифференцированные типы клеток и тканей. Гистологические пятна выполняют различные функции. Для выделения морфологии клеток используются общие красители, например гематоксилин и эозин для общего окрашивания ядер и цитоплазмы соответственно. Другие пятна могут выделять определенные типы клеток. Например, окрашивание альцианским синим, о котором сообщается в этой статье, является широко используемым катионным окрашивателем для идентификации мукосахаридов. Окрашивание пищеварительного тракта альциевой лазурью позволяет выявить распределение бокаловидных клеток, вырабатывающих мукосахариды. Вариации компонентов слизистых сахаридов на коротких пептидах отличают бокаловидные клетки по функции в пищеварительном тракте 6. При одновременном использовании целого массива РНК in situ и гистохимических методов, решения о судьбе клеток могут быть связаны с экспрессией генов.
Хотя РНК in situ и гистохимия широко используются исследователями, их адаптация и использование у морских пластиножаберных имели ограниченный и разнообразный успех. Здесь я представляю протоколы, разработанные для пластиножаберных и регулярно используемые в моей лаборатории. Несмотря на то, что для адаптации к различным видам может потребоваться дальнейшая модификация метода гибридизации РНК in situ, описанные здесь протоколы являются хорошей отправной точкой для исследователей, желающих адаптировать использование морских пластиножаберных к своим научным исследованиям.