科学家揭示了赋予水母非凡“超能力”的细胞机制

通过蜂窝机制获得的水母超级大波

Cladonema水母已经分枝触手。资料来源:日本东北大学藤田宗介

水母是具有独特的再生身体部位的动物。现在,一支日本科学家们现在揭示了蜂窝机制,使这些非凡的“超级大国”。

他们的研究结果发表2019年8月26日peerj.

“目前,我们的生物学知识相当有限,因为大多数研究都是使用yabo124所谓的模型动物,如老鼠、苍蝇、蠕虫和鱼等进行的。考虑到地球上存在数以百万计的物种,研究各种动物和拓宽我们的知识是很重要的,”日本东北大学前沿跨学科科学研究所助理教授、该研究的通讯作者Yuichiro Nakajima说。

“水母是其中一种具有有趣生物学特征的动物之一,”Nakajima说。“例如,它们具有刺痛的细胞,称为Cnidyytes,以捕获猎物。”

刺胞水母——以其刺细胞命名——已经在地球上存在了5亿多年。它们是一种独特的动物群体的一部分,这种动物不是两侧对称的,而且还拥有再生身体部位的能力——而包括人类在内的大多数复杂动物都失去了这种能力。这些早期分化的原始动物可能在帮助我们更好地理解双侧对称动物(比如我们人类)的进化生物学方面发挥了关键作用。yabo124

在他们的研究中,研究人员使用Cladonema Pacificum- 来自Cnidaria Phylum的水母物种,具有分支触手 - 探讨细胞增殖的空间模式及其在水母开发和再生过程中的作用,旨在建立这些现象的细胞基础。“简单实验室维护和高产卵率,克拉托纳米Nakajima解释说,适合研究水母生物学的各个方面。yabo124

枝状息肉产生水母

枝状息肉产生水母。资料来源:日本东北大学藤田宗介

研究细胞增殖在食物摄取后决定体大小生长,附件形状和再生的作用克拉托纳米研究人员检查了水母细胞分布中起关键作用的细胞脱氧核糖核酸复制通过细胞分裂,产生新的“子”细胞,与原来的“父”细胞相同。他们发现,水母(性)期的增殖细胞在空间上有不同的群体,它们身体的伞状部分的细胞增殖是均匀的,而触须的细胞增殖是聚集的。

在阻止食物或使用细胞周期抑制剂阻止细胞增殖后,研究人员发现,身体大小的增长受到抑制,他们还观察到触手分支的缺陷,干细胞分化为刺细胞,以及再生。这些结果表明,在有性阶段自由游动的成年水母拥有活跃的增殖细胞,这些细胞在控制身体大小、触须形状和再生方面发挥关键作用。

此外,研究人员发现,当食物不可用时,24小时后,水母在体型后逐渐减少,表明它们对食品可用性敏感,并且能够适应对环境条件的代谢变化。

“我们目前正在努力了解分子机制克拉托纳米发展和再生,“生命科学大学研究生院的硕士富士岛索萨鲁克富士岛及第第一作者说。“基于该研究,细胞增殖的分子控制是破译水母生长和再生的关键。

根据Nakajima的说法,研究人员还计划调查水母两个不同成年阶段的差异:水母(有性发育)和珊瑚虫(无性发育)。“为此,我们将识别与不同发育和再生环境相关的基因表达变化,并计划引入基因操纵工具。”

参考文献:“细胞增殖对照体尺寸生长,触发形态发生,以及羟基·水母中的再生Cladonema Pacificum2019年8月26日,藤田宗介、仓永惠、中岛由一郎peerj.
DOI:10.7717 / PEERJ.7579

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