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Biology I: yeast, Drosophila and C. elegans

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예쁜 꼬마 선충 발달 및 생식

Overview

Ceanorhabditis elegans는 유기체가 작동하는 조직의 광대 한 상호 연결된 배열로 단일 세포에서 개발하는 방법을 이해하는 데 도움이 강력한 도구입니다. C. elegans에 있는 초기 일은 전자 현미경 검사법 수준에 있는 완전한 세포 혈통 및 구조물을 추적하여 연구원이 유전자, 발달 및 질병 사이 연결에 전례 없는 통찰력을 허용했습니다. C. elegans의 고정 관념 개발 및 생식 프로그램을 감상하는 것은 이 모형 유기체를 그것의 실험적인 가득 차게 사용하는 데 필수적입니다.

이 비디오는 수정에서 부화에 이르는 벌레의 발달을 엿볼 수 있게 해주며, 새로 부화된 애벌레의 삶의 단계를 통해 생식 성숙으로 가는 여정을 엿볼 수 있습니다. 비디오는 주요 축이 어떻게 확립되는지 자세히 설명합니다, 어떤 설립자 세포는 개발 태아에 있는 어떤 조직을 초래하고 4개의 애벌레 단계를 구별하는 방법. 마지막으로, 당신은 유전 십자가를 설정하는 방법을 배우고 우리는 "실험적 이익을 C. elegans의 개발 및 복제를 조작 하는 몇 가지 응용 프로그램을 방문 합니다.

Procedure

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Caenorhabditis elegans는 발달의 불변 패턴을 가진 해부학적으로 작고 유전으로 간단한 다세포 유기체입니다. 척추 동물과 같은 다른 유기체가 더 가변적인 발달 프로그램을 가지고 있음에도 불구하고 벌레 발달 및 재생에 대한 연구는 우리를 포함한 다양한 종의 개발을 규제하는 분자 메커니즘에 대한 중요한 통찰력을 산출했습니다. 벌레 발달과 그 수명 주기의 좋은 감사는 유전 실험의 성공을 위해 중요합니다.

먼저 웜 개발의 주요 측면에 대해 알아보겠습니다. 수정시, 첫 번째 주요 이벤트는 전방 후방 축이 확립되는 비대칭 세포 분열이다. 등소-복부 축은 2세포와 4세포 단계 사이에 확립되고, 좌우 축은 4세포 단계 직후에 확립된다.

6개의 창시자 세포는 세포 분열의 첫번째 5라운드 도중 나타납니다. 이들은 AB, MS, E, C, D 및 P4입니다. 모든 웜에서, 이 같은 창시자 세포는 항상 동일 특정 조직을 초래할 것입니다.

AB의 세포 후손은 궁극적으로 뉴런과 인두 조직을 야기할 것입니다. MS는 근육, 인두 및 뉴런을 일으킵니다. E로부터 유래된 세포는 장 조직이 된다. C는 근육, 뉴런 및 피부를 일으킵니다. 설립자 D에서 세포는 신체 벽 근육이된다. 그리고, 마지막으로, P4 세포는 생식선을 초래할 것입니다

세포 세포 상호 작용은 이러한 궁극적인 세포 운명을 결정하기 위한 중요합니다. 예를 들면, P2를 가진 ABp의 상호 작용은 뉴런과 상피 세포를 초래하기 위해 중요합니다. EMS와 ABa의 상호 작용은 인두 세포의 형성을 위해 요구됩니다. 4세포 단계에서 EMS와 P2의 후방 측 사이의 상호 작용은 EMS 세포로부터 생산되는 E 세포에 필수적으로 장 세포로 분화한다.

몇 가지 초기 분열에 따라, 배아가 대략 30 세포 단계에 도달할 때, 벌레 계란은 놓입니다. 추가 세포 분열은 세포의 수 그리고 장기의 대형에 있는 증가로 이끌어. 마지막으로, 작은 벌레는 달걀 껍질 안쪽으로 움직이기 시작하고, 인두가 펌핑되기 시작한 직후, 계란은 부화합니다.

C. elegans 발달의 중요한 양상은 특정 세포의 선택적 제거로 이끌어 내는 세포 죽음, 또는 프로그램된 세포 죽음입니다. 벌레 발달의 배아 단계 도중, 113세포는 세포멸증결과로 정지합니다.

배아 발달을 검토한 결과, 새로 부화한 벌레의 수명 주기에 대해 알아봅시다. C. elegans 수명 주기는 성인이 뒤따르는 L1, L2, L3, L4의 네 개의 애벌레 단계로 구성됩니다. 음식의 희소성, 늦은 L1 또는 L2 애벌레 체포와 같은 특정 환경 조건에서 체포하고 대체 발달 프로그램을 입력, dauer 단계라는. dauers는 몇 달 동안이 단계에 머물 수 있습니다,하지만 음식의 가용성에 따라 그들은 정상적인 발달 프로그램을 다시 입력합니다.

벌레는 두 남녀가 있습니다 - 자기 수정 된 헤르마프로디트와 남성. 헤르마프로디테족은 뾰족한 꼬리를 가지고 있으며, 나이가 일치하는 남성보다 더 넓고 길다. 해부 현미경에서, 남성은 쉽게 그들의 슬림 한 몸에 의해 구별, 하지만 가장 심오한 차이는 copulatory 장치를 곰 남성 벌레의 독특한 꼬리.

헤르마프로디테 세균은 난모세포와 정자를 모두 생성하며, 남성 생식선은 정자만 생산합니다. 생식선은 성숙한 gametes를 생성하기 위하여 근위 끝을 향해 움직이는 말단 끝에 줄기 세포를 포함합니다.

자기 수정을 통해 성인 hermaphrodite는 두 개의 성 염색체와 유전적으로 동일한 hermaphrodite 자손을 생성합니다. 때때로, 염색체가 hermaphrodite 세균선에서 제대로 분리하는 실패인 비형제는, 단지 1개의 성 염색체로 남성 자손 귀착됩니다. 고온은 비협화음의 빈도를 증가시킵니다.

성적 재생산은 유전적 다양성을 위한 원동력으로 여겨질 것입니다. 짝짓기는 저주파에서 발생하지만, 자기 수정은 본질적으로 C. elegans에서 재생의 기본 모드입니다. 벌레 생물학에 있는 중요한 대답되지 않는 질문은 왜 남성이 진화를 통해 보존되었는지입니다.

C. elegans 발달 및 수명 주기에 대해 조금 배웠으니, 유전적 십자가를 설정하기 위해 이 지식을 실제로 적용할 수 있는 방법을 살펴보겠습니다. 시작하기 전에 유전 전략을 신중하게 계획하는 것이 중요합니다.

무균 기술은 세균및 곰팡이 오염을 피하는 데 중요합니다. 벌레 균주는 복구가 불가능 할 수 있기 때문에 접시가 건조하지 마십시오. 짝짓기 를 설정하는 날에, 접시의 중심에 박테리아의 집중 된 반점여러 접시를 준비합니다. 스트레인 이름과 날짜로 접시에 레이블을 지정합니다. 짝짓기를 설정하려면 L4 또는 젊은 성인 hermaphrodites 및 12 L4 또는 젊은 성인 남성을 각 접시에 넣습니다. 적절한 온도에서 배양하고 4 일 후 크로스 자손플레이트를 확인하십시오. 약 의 존재 50% 남성은 십자가가 일했다는 첫 번째 표시입니다. L4 헤르마로디테 크로스 자손을 선택합니다. 관찰된 표현형이 예상 표현형과 일치하는지 확인하기 위해 자세히 따르십시오.

C. elegans 수명 주기 및 개발에 대한 이해는 세포 생물학의 중요한 근본적인 질문을 해결하는 데 도움이되었습니다.

생식선에서 의 석 립증은 인간을 포함한 많은 유기체에서 우발생, 배아 발생 및 유기 발생의 필수적인 부분입니다. apoptosis의 많은 레귤레이터는 인간과 벌레 사이에 보존됩니다. 따라서, C. elegans는 왜 이렇게 많은 생식 세포가 다양한 종에 있는 oogenesis 도중 정지하는지 이해하기 위한 유일한 시스템입니다.

C. elegans에 있는 유일한 선의의 줄기 세포주는 말단 끝에 있는 생식선 줄기 세포입니다. 이들은 줄기 세포 틈새 가 어떻게 유지 되는지 및 세포가 분화에 투입하는 방법을 이해하기 위한 패러다임으로 이용되었습니다.

인간을 감염시키는 많은 기생 선충은 C. elegans의 다이어 단계와 유사한 애벌레 체포를 겪습니다. 감염 후, 그들은 개발을 다시 시작합니다. 많은 농업 작물은 또한 체포 기생 선충에 의해 침략. dauer 메커니즘의 더 나은 이해는 이 선충에 대하여 더 나은 치료로 이끌어 낼 것입니다.

당신은 C. elegans 개발 및 복제에 JoVE의 소개를 보았다. 이 비디오에서는 배아 발달, 세포 운명 사양 및 C. elegans의 수명 주기를 검토했습니다. 이 지역에 있는 연구는 세포증, 줄기 세포 및 전염성 선충의 기계장치에 중요한 통찰력을 산출했습니다.

C. elegans 연구에 감사하고 행운을 빕니다.

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Disclosures

이해 상충이 선언되지 않았습니다.

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