작은 별 말미의 반구 Physa에서 전체 폴립 재생을 유도<em> Nematostella의 vectensis</em
Summary
Here we demonstrate how to induce and monitor regeneration in the Starlet Sea Anemone Nematostella vectensis, a model cnidarian anthozoan. We demonstrate how to amputate and categorize regeneration using a morphological staging system, and we use this system to reveal a requirement for autophagy in regenerating polyp structures.
Abstract
자포 동물, 특히 히드라가 손상되거나 절단 구조 및 참으로 틀림없이 250 개 이상의 년 전 Trembley의 작품을 통해 현대 생물학의 질문을 출시 이러한 연구를 다시 생성하는 것으로 첫 번째 동물했다. 현재 재생의 연구는 스폰지에서 포유 동물을 통해 같은 히드라, planaria 및 Urodeles 등 모두 "고전적인"재생 생물을 이용하여 부활뿐만 아니라, 후생 동물의 범위에 걸쳐 종의 확대 스펙트럼을 볼 수있다. 생물학적 현상과 같은 고유의 관심 외에도, 재생이 종의 다양한 작동 방식을 이해하는 재생 과정이 일반적인 기능 및 / 또는 종 또는 상황에 특정 세포 및 분자 메커니즘을 공유하는지 여부에 대한 정보를 통보하는 것입니다. 작은 별의 말미는 Nematostella의 vectensis는 재생을위한 신흥 모델 생물이다. 히드라처럼, Nematostella하지만 t에서, 고대 문, 자포 동물의 구성원 인그는 클래스 산호충 강, 진화 적으로 더 기초 인 히드로 충에 자매 계통 군. Nematostella에서 재생의 따라서 측면을 비교하고 히드라 등 자포 동물의 것과 대조 흥미로운 일이 될 것이다. 이 글에서, 우리는 이등분 관찰하고 physa 호출되는 Nematostella 성인의 반구 끝의 재생을 분류하는 방법을 제시한다. physa 자연스럽게 무성 생식의 수단으로 분열을 거쳐, 자연 분열 또는 physa 수동 절단 중 하나는 복잡한 형태학의 재 성장과 개혁을 트리거합니다. 여기서 우리는 Nematostella 재생 준비 시스템합니다 (NRSS)에 다음의 간단한 형태 학적 변화를 성문화했다. 우리는 클로로퀸의 효과, 리소좀 기능 블록의 자식 작용의 억제제를 테스트 할 NRSS를 사용합니다. 결과는 자식 작용이 억제 될 때 용종 구조, 특히 장간막의 재생이 비정상이라고 나타낸다.
Introduction
하나의 히드라의 재생의 관찰 실험 과학 1, 2 등 생물학의 출현에 정액 사건이었다. 재생은 생물학에 매우 폭 넓은 매력의 현상 유지와 비슷하게 사람을 누워. 인간의 재생에 한계를 이해하고 극복하기 위해 발달 생물 학자, 의사, 의학자 및 조직 엔지니어를위한 잠재력은 더 본질적으로 재미보다 재생 생물학을합니다.
이제, 이러한 게놈 시퀀싱 및 이득 및 기능 도구의 손실과 같은 새로운 기술의 사용으로, 필드가 떨어져 재생 메커니즘을 애타게 태세 궁극적으로 재생하는 방법을 다양한 종 이해할 수있는 동안 다른 사람은 할 수 없습니다. 분자 세포 및 형태 학적 반응에 공통성의 정도는 밝혀지지 남아 있지만 지금까지 그것을 다시 생성 할 수 있습니다 동물 중 기본 응답이 있었다 imagi있는 것보다 더 유사하다는 것을 나타납니다NED 만 10 년 전 3.
특히 자포 동물은 형태 학적 다양성의 폭 넓은 스펙트럼 속에서 거의 모든 신체 부위의 재생에서 손쉬운 있습니다. 고독한 신선한 물 용종에서 히드라는 포르투갈 사람-O-전쟁과 같은 복잡한 식민지 siphonophores에, 거대한 산호초를 구축 작은 해양 폴립과 함께, 재생을위한 메커니즘 이외에, 자주 재생하는 모드입니다 수리 또는 부상 포식으로 인해 손상되거나 손실 된 신체 부위를 개혁. 자포 동물의 다양한 종의 재생을 위해 유사하거나 다른 메커니즘을 사용할지 여부를 근본적으로 흥미로운 질문 4-6이다.
우리와 다른 사람들이 anthozoan을 개발 한 Nematostella는 재생 7-17 모델로 vectensis. 우리는 최근 abora부터 타개 조직의 형태 학적으로 균일 한 편에서 전신의 재생을 설명하기위한 스테이징 시스템을 개발폴립 (10)의 리터 끝. 모든 수준에서 양분 때 Nematostella 용종이 다시 생성 할 수 있지만, 우리는이 자연 무성 분열 (18)의 정상 평면에 가까운 때문에 부분적으로 가장 형태 학적으로 단순한 지역의 physa의 반구 위치에 성인을 삭감하기로 결정하고, 또한 때문에 허가 관찰하고 몸 전체가 단순한 형태 구성 요소에서 재 조립하는 방법의 분자 분석.
Nematostella 재생 스테이징 시스템 (NRSS)은 일반 배양 조건에서, 절단 physa에 의해 재생의 모든 측면의 진행을 득점하는 데 사용할 수 형태 벤치 마크의 비교적 간단한 세트를 제공하거나 실험적으로 같은 작은 분자 치료, 유전자 조작으로 상황을 교란 , 또는 환경 변경. 예상 된 바와 같이, 재생은 NRSS의 세포 및 분자 이벤트가 참조 할 수있는 형태소 지지체로서 채택되고10.
마지막으로 절단 우리의 방법은 최근의 연구 (17)에 사용되는 핀 포인트 구멍보다 큰 크기의 벌어진 구멍 여러 주문을 생산하고, 아직 모두 상처를 6 시간의 주위에 치유. 상처 봉합의 시각 체포와 별개의 단계를 문서화하는 것은 상처의 크기와이 종료하는 데 걸리는 시간의 외관상의 독립성을 설명하는 실험 방법을 제안한다. 따라서,이 프로토콜에 의해 제공되는 반구 절단 공정의 깊은 시각적 이해는,이 모델은 재생 시스템으로 추가 조사를 돕고 Nematostella의 vectensis를 사용하여이 스테이징 시스템의 적용 범위를 확장 할 것이다.
Protocol
Representative Results
Discussion
상처 치유 및 재생의 모델로 Nematostella의 사용은 점점 더 인기를 끌고있다. 따라서,이 할당과 비교 될 수 효과적인 세포 및 분자 분석 전에 특정 프로토콜의 형태 패턴을 가시화 할 수있는 것이 중요하다. 삶의 포스트 플랜 울라 단계에서, 거의 모든 위치에서 절단 누락 된 구조를 개혁 할 수있는, 재생 "유연성"의 높은 수준을 Nematostella. 따라서, 여러 연구자들은 다른 연령대에,…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 GHT에 뉴욕 줄기 세포 과학 (NYSTEM C028107) 그랜트에 의해 지원되었다.
Materials
| Nematostella vectensis, adults | Marine Biological Lab (MBL) | non-profit supplier | |
| Glass Culture Dish, 250 ml | Carolina Biological Supply | 741004 | 250 ml |
| Glass Culture Dish, 1,500 ml | Carolina Biological Supply | 741006 | 1,500 ml |
| Polyethylene transfer pipette, 5ml | USA Scientific | 1022-2500 | narrow bore, graduated |
| Polyethylene transfer pipet, tapered | Samco | 202-205 | cut off 1 inch of tip to make wide bore |
| Disposable Scalpel | Feather Safety Razor Co. Ltd | no. 10 | blade should be curved |
| #5 Dumont Fine point tweezers | Roboz | RS5045 | alternative suppliers available |
| Pyrex petri dish, 100 mm diameter | Corning | 3160 | can substitute other glass petri plates |
| Sterile 6 well plate | Corning Falcon | 353046 | or similar from other manufacturer |
| Sterile 12 well plate | Nunc | 150628 | or similar from other manufacturer |
| Sterile 24 well plate | Cellstar, Greiner bio-one | 662-160 | or similar from other manufacturer |
| Brine shrimp hathery kit | San Francisco Bay; drsfostersmith.com | CD-154005 | option for growing brine shrimp |
| pyrex baking dish | common in grocery stores | option for growing brine shrimp | |
| artificial seawater mix 50 gal or more | Instant Ocean; drsfoster-smith.com | CD-116528 | others brands may suffice |
| Plastic tub for stock ASW preparation | various | common 25 gallon plastic trash can OK | |
| Polypropylene Carboy | Carolina Biological Supply | 716391 | For working stock of ASW @ 12 ppt |
| Beaker, Graduated, 4,000ml | PhytoTechnology Laboratories | B199 | For dilution of 36 ppt ASW to 12 ppt |
| Stereomicroscope and light source | various | with continuous 1 – 40x magnification |
References
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