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
[ редактировать ]Хотя это явление было упомянуто в результате лечения фтордезоксиуридином еще в 1979 г. [ 2 ] и яйцекладущие мутанты были идентифицированы в 1984 г. [ 1 ] естественные обстоятельства и механизмы, приводящие к такому поведению, не были полностью изучены до 2003 года. [ 3 ] [ 4 ] С этого момента наблюдаются скромные исследования механизмов, лежащих в основе такого поведения.
Непосредственные причины
[ редактировать ]Сбор мешков произойдет при отсутствии вульвы. [ 5 ] или яйцекладущие мутанты [ 6 ] C. elegans, но также может быть индуцирован штаммами дикого типа. [ 4 ] Идентифицированными 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 эмбриональную летальность, 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
[ редактировать ]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 ] Уничтожение 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
[ редактировать ]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 истории жизни». [ 4 ] Выживаемость потомства повышается за счет помещения в мешки в стрессовой среде, поскольку детеныши физически защищены во время развития до личиночной стадии и питаются за счет потребления родительского тела. [ 4 ]
Будущие исследования
[ редактировать ]Хотя были охарактеризованы мутанты, откладывающие яйца, [ 6 ] естественные процессы, приводящие к факультативному живорождению, до конца не 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 зависящее от времени повышение/понижение активности генов (в нервных клетках и клетках влагалища) на протяжении всего процесса, позволят понять непосредственные причины. Это исследование может дать представление о механизмах, участвующих в индукции яйцекладки, а также улучшить понимание сигналов рождения у высших организмов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Трент, К; Цуин, Н; Хорвиц, HR (1983). «Яйцекладущие дефектные мутанты нематоды Caenorhabditis elegans» . Генетика . 104 (4): 619–647. дои : 10.1093/генетика/104.4.619 . ПМК 1202130 . ПМИД 11813735 .
- ^ Jump up to: а б Митчелл, Д.Х.; 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 .
- ^ 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 .
- ^ Jump up to: а б с д и Чен Дж., Касвелл-Чен Э.П. Факультативное живорождение является особенностью жизненного цикла Caenorhabditis elegans. Журнал нематологии. 2004;36(2):107–113.
- ^ Хорвиц, HR; Салстон, Дж. Э. (1980). «Выделение и генетическая характеристика мутантов клеточного происхождения нематоды Caenorhabditis elegans» . Генетика . 96 (2): 435–454. дои : 10.1093/генетика/96.2.435 . ПМЦ 1214309 . ПМИД 7262539 .
- ^ Jump up to: а б Трент, К.; Цуинг, Н.; Хорвиц, HR (1983). «Яйцекладущие дефектные мутанты нематоды Caenorhabditis elegans» . Генетика . 104 (4): 619–647. дои : 10.1093/генетика/104.4.619 . ПМК 1202130 . ПМИД 11813735 .
- ^ 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 .
- ^ Jump up to: а б с 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/АЕМ.06357-11 . ПМК 3208991 . ПМИД 21926203 .
- ^ Jump up to: а б 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).
- ^ 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 .