Амфипода ракообразное Parhyale hawaiensis которая сформировалась в течение последнего десятилетия в качестве перспективного модельного организма с большим потенциалом для использования в эволюционной биологии развития исследований 1. Среди членистоногих, большинство модельных систем являются насекомые, и наиболее изученным из них является плодовой мухи дрозофилы D.. MELANOGASTER является членом отряда насекомых двукрылых, и как такие дисплеи многих эмбриологических особенностей, которые являются производными по отношению к тем из базально ветвящихся насекомых 2. Кроме того, насекомые вложены в Подтип Pancrustacea 3, а это означает, что насекомые имеют своих ближайших родственников в давней «естественной» группы под названием pancrustaceans, и что эта группа парафилетическими. Это говорит о том, что в дополнение к базально ветвления модели насекомых, исследования других ракообразных обязаны получить более широкий взгляд на эволюционной истории черт развитияй молекулярные механизмы, которые были так хорошо изучены в D. MELANOGASTER. Однако, очень немногие ракообразные были хорошо известны для экспериментального лабораторного анализа развития. Амфипода П. hawaiensis является весьма сговорчивым лабораторная модель системы, поддаются диапазоне экспериментальных методик. Амфиподы отображения много уникальных особенностей в их родительской надотряда Peracarida (пляж бункеры, бокоплавы и креветки а), и, следовательно, считается, относительно полученных в рамках этой группы ракообразных. Тем не менее, относительная легкость эмбрионального и функциональной генетической манипуляции, предлагаемых Parhyale сделать это амфипода ценным дополнением к текущей инвентаризации модельных организмов.
В лабораторных животных, P. hawaiensis дает много преимуществ. Животные толерантны в широком диапазоне температур и солености, а также хорошо выживают в больших культур искусственной морской воде 1. Легко отличить межосевомEEN мужчины и женщины, основанные на четких морфологических различий, в первую очередь, крупных, крючковатый, передних магистральных придатков, что мужчины используют, чтобы понять самок во время спаривания. Для эмбрионального и развития работы, П. hawaiensis имеет несколько очень привлекательных черт. Эмбриогенеза длится примерно 10 дней, а время до половой зрелости примерно через шесть недель на 28 º C (но учтите, что Parhyale хорошо выживает при температуре от примерно 20-30 ° С, и что подробная развития информация постановка доступен для эмбрионов, поднятых на 18 º C 4 , 25 º C 4, и 26 º C 5,6). Взрослые спариваться круглый год в лаборатории, так эмбрионы доступны в любое время года. Самки откладывают 2-20 (в зависимости от возраста женщины) оплодотворенных яиц в брюшной выводковой сумке, расположенной между первым нескольких пар ног (1А и 1В), а можно собрать эти эмбрионы очень ранней стадии развития, не убивая самку или повреждения эмбрионов (рис. 1в). Эмбрионы выжить в фильтрованной искусственной морской воде до вылупления, могут быть зафиксированы для последующего экспрессии генов или гистологического анализа 7, и подробное промежуточная таблица позволяет точно идентифицировать прогресс через развитие 5. Прочные протоколы были использованы для выполнения анализа экспрессии генов путем в гибридизация 8-15 или иммунного окрашивания 4,16,17, функциональный нокдаун РНК-интерференции 13,15 или 12, Morpholinos и стабильной зародышевой линии трансгенеза 18. Использование трансгенеза систему, индуцируемой экспрессии 14 и энхансерной ловушку 19 методы также могут быть использованы для изучения функции генов в P. hawaiensis. В то время как в открытом доступе последовательность генома в настоящее время недоступен, транскриптома содержащие стенограммы производится во время оогенеза и эмбриогенеза пчелн заново собран и аннотированный 20, и хранение в базе данных для поиска 21, облегчая обнаружение генов. В общем, P. hawaiensis является весьма сговорчивым модель организма подходит для нескольких экспериментальных и генетических подходов к пониманию развития.
В отличие от ранних синцитиальных сколах D. MELANOGASTER, П. эмбрионы hawaiensis расщеплять holoblastically следующие оплодотворение (рис. 2а). Анализ трассировки Lineage показал, что по третьему расщепления, каждый из бластомеров третьей расщепления специально суждено привести к одному из трех зародышевых листков или зародышевой линии 6 (фиг. 2В). Эти данные вместе с микрочипов данных 22, клеточной линии анализирует 6,23 и изоляции бластомеров эксперименты 4 предположили, что потенциалы развития сегрегированны по меньшей мере некоторым третьим бластомеров расщеплению асимметричного наследования челл судьба детерминанты. Соответственно, в бластомеров абляции экспериментов, в которых зародышевой линии предшественник (называется "г" в Parhyale клеточных клонов номенклатуре 6) удаляли на этапе восемь клеток, эмбрионы не было половых клеток на более поздних стадиях развития 4, как показано отсутствие клеток выражая белка Vasa, который является маркером зародышевой линии в большинстве многоклеточных 24. В противоположность этому, соматические бластомера эксперименты абляции показал, что П. эмбрионы hawaiensis также обладают значительными нормативные возможности, такие, что судьбы мезодермы или эктодермы бластомеров предшественников удалена на стадии восьми клеток может быть передана потомкам некоторые из оставшихся бластомеров 25. Как регулятивный замена судьба клетки может произойти, и степень автономного принятия клеточных судеб соматическими бластомеров, остается неизвестным. Экспериментальные эмбриологические методы, такие как бластомеров абляции может быть полезно в understanдинь относительная автономия и nonautonomy из клеточных судеб решений 26,27 и поэтому интерес к изучению P. hawaiensis эмбриогенеза.
В экспериментах, которые продемонстрировали регулятивный замену эктодермальных и мезодермальных линий, бластомер абляция была выполнена в виде инъекций 28 и последующего возбуждения фототоксических красителей 25. Хотя этот метод является эффективным средством уничтожения введенного бластомера (ы), он не полностью удалить труп клеток из эмбриона. Кроме того, различия наблюдались между данными клеточной линии, собранных до гаструляции стадиях эмбриогенеза путем введения бластомеров с люминесцентными клона индикаторов 28,29 и данных, собранных следуя невозмущенные бластомеры через развитие тех же эмбриональных стадиях 23. Поэтому Полное физическое удаление конкретных бластомеров может быть предпочтительным методом абляции для некоторых приложений.
Мы ранее были опубликованы результаты клеточной линии анализирует эмбрионов, в которых отдельные клетки вручную удалена 23. Тем не менее, тонкие операции, необходимые для удаления отдельных бластомеров от ранней стадии эмбрионов расщепления до сих пор не полностью описаны. Здесь мы приводим протокол для сбора P. эмбрионы hawaiensis и руководство абляция одной бластомера от стадии эмбриона восьми клеток. Цель этого метода состоит в достижении полного удаления тела клетки от эмбриона, что позволяет наблюдать сотовых поведения и клеточных судеб компетенции остальных клеток во время эмбриогенеза и постэмбрионального развития. Наш протокол показывает удаление зародышевой линии предшественника г (рис. 2в), но могут быть применены к любой клетке на стадии восьми клеток, или к бластомеры ранних стадиях дробления. В принципе, этот протокол может применяться для удаления отдельных клеток из ранних эмбрионов на стадии дробления на флористикуг holoblastically расщепления морских беспозвоночных.