stringtranslate.com

Упаковка червей

Мешок с червями (также называемый факультативным вивипарием или эндотокией матрицидой ) — это форма вивипария , наблюдаемая у нематод , а именно Caenorhabditis elegans . Этот процесс характеризуется вылуплением яиц внутри родителя, а личинки начинают потреблять и выходить из родителя. [1]

История

Хотя это явление было упомянуто в результате лечения фтордезоксиуридином еще в 1979 году [2] , а мутанты, откладывающие яйца, были идентифицированы в 1984 году, [1] естественные обстоятельства и механизмы, приводящие к такому поведению, не были полностью изучены до 2003 года. [3] [4] С этого момента наблюдались скромные исследования механизмов, лежащих в основе такого поведения.

Непосредственные причины

Пакетирование будет происходить у мутантов C. elegans без вульвы [5] или яиц, откладывающих яйца [6] , но также может быть индуцировано у штаммов дикого типа. [4] Установленными стрессорами, которые могут вызвать мешки, являются голодание, высокая концентрация соли и бактерии-антагонисты. [4]

При развитии личинок наблюдалось, что белок WRT-5 секретируется в просвет глотки , и его экспрессия изменяется в цикле, который связан с циклом линьки. Делеционные мутации в wrt-5 вызывают гибель эмбрионов, которая чувствительна к температуре и более тяжела при 15°C, чем при 25°C. фенотипы. [7]

Внутреннее вылупление инициируется генами и не ограничивается широко используемым лабораторным штаммом N2 . Внутреннее вылупление происходит редко, если червей содержат в стандартных лабораторных условиях. Однако аксеническое состояние, которое представляет собой переход из твердой среды в жидкую, наряду с неблагоприятными условиями окружающей среды, такими как голодание, воздействие агрессивных соединений и бактерий, может увеличить частоту появления мешков с червями. [8]

В исследовании C. elegans голодали и находились в стрессовых условиях, таких как среда с высоким содержанием соли. В результате была установлена ​​связь между путем, ведущим к стадии дауера , и путем, ведущим к мешку. Было замечено, что образование мешков вызывается стрессом и было обратимым, если червей освобождали от стресса до того, как внутренние личинки нанесли слишком большой вред взрослой особи. Кроме того, были свидетельства того, что личинки развиваются во взрослой особи и потребляют содержимое родительского тела до выхода из родительского тела. [9]

Конечные причины

У личинок внутреннего вылупления могут наблюдаться повреждения гонад, что снижает приспособленность этих особей. Личинки, вылупившиеся изнутри, также выживали так же или даже лучше, чем черви, вылупившиеся извне. Это означает, что упаковка червей не оказывает негативного влияния на размер и выживаемость потомства. [8] Разрушение матери обеспечивает потомство питательными веществами, что является эффективной передачей питательных веществ. [9] [10] В условиях, которые приводят к голоданию людей, сбор червей в мешки полезен, поскольку повышает шансы на выживание потомства и передачу его генов. Если в этих средах не происходит сбора червей, у потомства будет повышенный риск голодной смерти и удаления своих генов из генофонда.

Другие виды

Помимо C. elegans , Bagged встречается и у других видов нематод, включая Haemonchus contortus , Mehdinema allii и Metacrobeles amblyurus . [2] Это явление может сохраняться среди этих видов, поскольку оно является «чертой жизненного цикла». [4] Выживаемость потомства повышается за счет содержания в мешках в стрессовой среде, поскольку молодняк физически защищен во время развития до личиночной стадии и питается за счет потребления родительского тела. [4]

Будущие исследования

Хотя мутанты, откладывающие яйца, были охарактеризованы, [6] естественные процессы, которые приводят к факультативному живорождению, еще не полностью изучены. Связанная со старением дегенерация системы яйцекладки связана с задержкой яиц [8], но механизм, посредством которого сигналы голодания приводят к этому процессу, не описан. Эксперименты, демонстрирующие зависимое от времени повышение/понижение активности генов (в нервных клетках и клетках влагалища) на протяжении всего процесса, дадут представление о непосредственных причинах. Это исследование может дать представление о механизмах, участвующих в индукции яйцекладки, а также улучшить понимание сигналов рождения у высших организмов.

Рекомендации

  1. ^ аб Трент, C; Цуин, Н; Хорвиц, HR (1983). «Дефектные мутанты нематоды Caenorhabditis elegans по яйцекладке». Генетика . 104 (4): 619–647. дои : 10.1093/генетика/104.4.619. ПМК  1202130 . ПМИД  11813735.
  2. ^ Аб Митчелл, DH; Стайлз, Дж.В.; Сантелли, Дж; Санади, Д.Р. (1979). «Синхронный рост и старение Caenorhabditis elegans в присутствии фтордезоксиуридина». Журнал геронтологии . 34 (1): 28–36. дои : 10.1093/geronj/34.1.28. ПМИД  153363.
  3. ^ Касвелл-Чен, Эдвард; Чен, Цзяньцзюнь (1 июня 2003 г.). «Почему взрослые особи Caenorhabditis elegans жертвуют своим телом потомству». Нематология . 5 (4): 641–645. дои : 10.1163/156854103322683355.
  4. ^ abcde Чен Дж, Касвелл-Чен EP. Факультативное живорождение является особенностью жизненного цикла Caenorhabditis elegans. Журнал нематологии. 2004;36(2):107–113.
  5. ^ Хорвиц, HR; Салстон, Дж. Э. (1980). «Выделение и генетическая характеристика мутантов клеточного происхождения нематоды Caenorhabditis elegans». Генетика . 96 (2): 435–454. doi : 10.1093/генетика/96.2.435. ПМЦ 1214309 . ПМИД  7262539. 
  6. ^ аб Трент, К.; Цуинг, Н.; Хорвиц, HR (1983). «Дефектные мутанты нематоды Caenorhabditis elegans по яйцекладке». Генетика . 104 (4): 619–647. дои : 10.1093/генетика/104.4.619. ПМК 1202130 . ПМИД  11813735. 
  7. ^ Хао, Лимин; Аспёк, Гудрун; Бурглин, Томас Р. (февраль 2006 г.). «Ген wrt-5, родственный ежу, необходим для развития гиподермы у Caenorhabditis elegans». Биология развития . 290 (2): 323–336. дои : 10.1016/j.ydbio.2005.11.028. ПМИД  16413526.
  8. ^ abc Моссер, Томас; Матич, Иван; Лерой, Магали (15 ноября 2011 г.). «Частота вылупления внутренних яиц, вызванная бактериями, позволяет предсказать продолжительность жизни в популяциях Caenorhabditis elegans». Прикладная и экологическая микробиология . 77 (22): 8189–8192. Бибкод : 2011ApEnM..77.8189M. дои : 10.1128/AEM.06357-11. ПМК 3208991 . ПМИД  21926203. 
  9. ^ аб Цзяньцзюнь Чен и др. (2003) Международная встреча по червям «Упаковка в пакеты как часть жизненного цикла C. elegans». (бумага) - WormBase: информационный ресурс о нематодах. (без даты).
  10. ^ Пикетт, Кристофер Л.; Корнфельд, Керри (август 2013 г.). «Возрастная дегенерация системы яйцекладки способствует матрицидному вылуплению Caenorhabditis elegans». Стареющая клетка . 12 (4): 544–553. дои : 10.1111/acel.12079. ПМК 4020343 . ПМИД  23551912.