Червячная упаковка - Worm bagging

Червячная упаковка (также называемый факультативно живородящий или же эндотокия матрицида) - это процесс, посредством которого C. elegans яйца вылупляются внутри родителя, и личинки продолжают поедать и выходить из него.[1]

История

Хотя это явление было упомянуто в результате лечения фтордезоксиуридином еще в 1979 г.[2] и яйцекладущие мутанты были идентифицированы в 1984 г.[3] естественные обстоятельства и механизмы, приводящие к такому поведению, не были полностью исследованы до 2003 г.[4][5]. С этого момента наблюдались скромные исследования механизмов, лежащих в основе этого поведения.

Примерные причины

Упаковка будет происходить в вульвальный[6] или мутанты-откладывающие яйца[7] C. elegans, но может также индуцироваться у штаммов дикого типа.[5] Выявленные факторы стресса, которые могут вызвать образование мешков, - это голод, высокая концентрация соли и антагонистические бактерии.[5]

Во время развития личинок наблюдалось, что белок WRT-5 секретируется в глоточный просвет и экспрессия глотки изменяются в цикле, который связан с циклом линьки. Делеционные мутации в wrt-5 вызывают гибель эмбрионов, которые чувствительны к температуре и более серьезны при 15 градусах Цельсия, чем при 25 градусах Цельсия. Кроме того, вылупившиеся животные демонстрируют различную аномальную морфологию, например, червей в мешках, образование пузырей, дефекты линьки или фенотипы Roller.[8]

Внутренний вылупление инициируется генами и не ограничивается широко используемой лабораторией. штамм N2. Внутреннее вылупление происходит редко, если червей содержат в стандартных лабораторных условиях. Тем не мение, аксенический Состояние, которое представляет собой переход от твердой среды к жидкой наряду с неблагоприятными условиями окружающей среды, такими как голод, воздействие агрессивных соединений и бактерий, может увеличить частоту появления мешков с гельминтами.[9]

В исследовании C. elegans голодали и находились в стрессовых условиях, например, в среде с высоким содержанием соли. В результате возникла связь между тропой, ведущей к стадия dauer и путь, ведущий к мешковине. Было замечено, что мешкование вызвано стрессом и было обратимым, если черви были освобождены от стресса до того, как внутренние личинки причинили слишком большой вред взрослой особи. Кроме того, были свидетельства того, что личинки развивались во взрослых особях и потребляли содержимое родительского тела до выхода из родительского тела.[10]

Конечные причины

Личинки внутреннего вылупления могут иметь повреждение гонад, что снижает физическую форму этих особей. Вылупившиеся изнутри личинки выжили так же или даже лучше, чем вылупившиеся наружу черви. Это означает, что мешки с червями не влияют отрицательно на размер или выживаемость потомства.[9] Уничтожение матери обеспечивает потомство питательными веществами, что является эффективной передачей питательных веществ.[10][11] В условиях, когда люди умирают от голода, сбор червей полезен, потому что это увеличивает шансы на выживание потомства и передачу их генов. Если в этих условиях не происходит скопления червей, у потомства будет повышенный шанс умереть от голода и удалить свои гены из генофонда.

Другие виды

Помимо C. elegansИзвестно, что мешкование встречается у других видов нематод, включая: Haemonchus contortus, Mehdinema allii и Metacrobeles amblyurus.[12] Это явление может быть сохранено среди этих видов, потому что это «черта жизненного цикла».[5] Выживаемость потомства повышается за счет содержания в мешках в стрессовой среде, поскольку молодняк физически защищен путем развития до личиночной стадии и питается за счет потребления родительского тела.[5]

Будущие исследования

Хотя мутанты по откладке яиц были охарактеризованы,[7] естественные процессы, приводящие к факультативному живорождению, полностью не изучены. Связанная со старением дегенерация системы яйцекладки связана с задержкой яиц[9] но механизм, посредством которого сигналы голодания приводят к этому процессу, не описан. Эксперименты, демонстрирующие зависящую от времени повышающую / понижающую регуляцию генов (в нервных клетках и клетках вульвы) на протяжении всего процесса, дадут понимание ближайших причин. Это исследование может дать представление о механизмах, участвующих в индукции яйцекладки, а также может улучшить понимание сигналов рождения у высших организмов.

Рекомендации

  1. ^ Трент, К; Цуин, N; Хорвиц, HR (1983). "Мутанты с дефектом откладывания яиц нематоды Caenorhabditis elegans". Генетика. 104 (4): 619–647.
  2. ^ Mitchell, DH; Стайлз, JW; Santelli, J; 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.
  3. ^ Трент, К; Цуин, N; Хорвиц, HR (1983). "Мутанты с дефектом откладывания яиц нематоды Caenorhabditis elegans". Генетика. 104 (4): 619–647.
  4. ^ Кэсвелл-Чен, Эдвард; Чен, Цзяньцзюнь (1 июня 2003 г.). «Почему взрослые Caenorhabditis elegans приносят свои тела в жертву потомству». Нематология. 5 (4): 641–645. Дои:10.1163/156854103322683355.
  5. ^ а б c d е Чен Дж, Касвелл-Чен EP. Факультативное живорождение - это черта жизненного цикла Caenorhabditis elegans. Журнал нематологии. 2004. 36 (2): 107–113.
  6. ^ Horvitz, H.R .; Салстон, Дж. Э. (1980). «Выделение и генетическая характеристика мутантов клеточного происхождения нематоды Caenorhabditis elegans». Генетика. 96: 435–454.
  7. ^ а б Трент, К .; Tsuing, N .; Хорвиц, Х. Р. (1983). "Мутанты с дефектом откладывания яиц нематоды Caenorhabditis elegans". Генетика. 104: 619–647.
  8. ^ Хао, Лимин; Аспёк, Гудрун; Бюрглин, Томас Р. (февраль 2006 г.). «Ген wrt-5, связанный с hedgehog, необходим для развития гиподермы у Caenorhabditis elegans». Биология развития. 290 (2): 323–336. Дои:10.1016 / j.ydbio.2005.11.028.
  9. ^ а б c Моссер, Томас; Матич, Иван; Лерой, Магали (15 ноября 2011 г.). «Частота вылупления внутренних яиц, вызванная бактериями, позволяет прогнозировать продолжительность жизни в популяциях Caenorhabditis elegans». Прикладная и экологическая микробиология. 77 (22): 8189–8192. Дои:10.1128 / AEM.06357-11. ЧВК  3208991. PMID  21926203.
  10. ^ а б Jianjun Chen et al. (2003) Международное собрание червей «Мешки как часть жизненного цикла C. elegans». (бумага) - WormBase: информационный ресурс по нематодам. (нет данных).
  11. ^ Пикетт, Кристофер Л .; Корнфельд, Керри (август 2013 г.). «Возрастная дегенерация системы яйцекладки способствует вылуплению матоубийцы у Caenorhabditis elegans». Ячейка старения. 12 (4): 544–553. Дои:10.1111 / acel.12079. ЧВК  4020343. PMID  23551912.
  12. ^ Mitchell, DH; Стайлз, JW; Santelli, J; 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.