Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans
vědecká klasifikace
Doména:eukaryotaKrálovství:ZvířataPodříše:EumetazoiŽádná hodnost:Oboustranně symetrickéŽádná hodnost:protostomyŽádná hodnost:LínáníŽádná hodnost:NematoidaTyp:škrkavkyTřída:Chromadoreačeta:rabditidaPodřád:RhabditinaInfrasquad:RhabditomorphaRodina:RhabditidaeRod:CaenorhabditisPohled:Caenorhabditis elegans
Mezinárodní vědecký název
Caenorhabditis elegans ( Maupas , 1900) Dougherty , 1955

Caenorhabditis elegans  je volně žijící půdní háďátko o délce asi 1 mm. Výzkum tohoto druhu v molekulární a vývojové biologii začal v roce 1974 prací Sydney Brenner [1] . Široce používán jako modelový organismus ve výzkumu v genetice , neurofyziologii , vývojové biologii , výpočetní biologii [2] [3] [4] . V roce 1986 byl plně popsán svým připojením . Genom byl kompletně sekvenován (o velikosti asi 100 Mb [5] ) a publikován v roce 1998 (aktualizováno v roce 2002). Martin Chalfi použil C.elegans ve svém výzkumu zeleného fluorescenčního proteinu .

Genom

C.elegans byl prvním mnohobuněčným organismem, jehož genom byl kompletně sekvenován . Kompletní sekvence byla publikována v roce 1998 [6] , ale byly v ní malé mezery (poslední byla uzavřena v říjnu 2002). Genom C.elegans je dlouhý přibližně 100 milionů párů bází a obsahuje přibližně 20 000 genů . Většina z těchto genů kóduje proteiny , ale pravděpodobně mezi nimi existuje asi 1000 genů RNA. Vědci pokračují ve zdokonalování mnoha známých genů.

V roce 2003 byla také stanovena genová sekvence příbuzného háďátka C.briggsae . To umožnilo výzkumníkům provést srovnávací genetickou analýzu dvou blízce příbuzných organismů [7] . V současné době probíhají práce na určení genových sekvencí dalších hlístic stejného rodu , jako jsou C. remanei , [8] C. japonica [9] a C. brenneri . [10] Tyto nové genové sekvence byly získány pomocí metody „ Whole-Genome Shotgun “, což znamená, že výsledky pravděpodobně nebudou tak úplné a přesné jako v případě C. elegans , jehož genom byl sekvenován pomocí hierarchické metody“ Clone-by -Clone") .

Oficiální verze sekvence genu C.elegans se nadále mění, protože nový výzkum vede k chybám v původní sekvenci (sekvenování DNA není imunní vůči chybám). Většina změn je obvykle malá, přidává nebo odstraňuje pouze několik komplementárních párů bází DNA. Například verze WS169 WormBase (prosinec 2006) obsahuje 6 změn sekvence [11] . Občas dochází k výraznějším změnám, např. ve verzi WS159 publikované v květnu 2006 bylo do sekvence přidáno více než 300 párů bází [12] .

Určení pohlaví

C. elegans má dvě pohlaví: samce (X0) a hermafrodity (XX), což jsou samice, které získaly schopnost spermatogeneze. U C. elegans je pohlaví určeno mechanismem XX-X0, záleží na poměru počtu chromozomů X k počtu sad autozomů. Pohlavní vývoj všech somatických buněk je řízen regulační cestou, jejíž aktivita se u různých pohlaví liší. Tato cesta se nazývá globální, na rozdíl od drah, které řídí vývoj jednotlivých tkání. Tato dráha je také zodpovědná za řízení kompenzace dávky (proces vedoucí ke stejné expresi X-vázaných genů u obou pohlaví).

Obecně počet X chromozomů řídí řadu inhibičních reakcí, které nakonec určují aktivitu konečného regulátoru tra-1 (transformátor-1). A určuje pohlavní diferenciaci organismu.

Kaskáda sexuální diferenciace je spuštěna v časném embryu poměrem počtu X chromozomů k počtu sad autozomů. Ovlivňuje expresi X0l-1 (X0 letální 1). S vysokým poměrem (XX) je utlačován, ale s nízkým nikoli. Chromozom X zakódoval „čitatele“. Existují 4 z nich, ale byly studovány pouze 2 prvky: fox-1, protein vázající RNA, který může post-transkripčně inhibovat X0l-1, a sex-1, souvisí s jadernými hormonálními receptory a inhibuje X01-1 vazbou na svůj promotor. Autozomální „jmenovatele“ mají opačný účinek, kódují transkripční regulátory.

X0l−1 potlačuje aktivitu sdc. Jsou součástí velkého proteinového komplexu, který se váže na chromozom X a snižuje jeho transkripci na polovinu. Sdc-2 se také váže na promotor her-1 a snižuje jeho transkripci 20krát ve srovnání s X0 zvířaty.

HER-1 je malý secernovaný protein zodpovědný za vývoj mužských buněk neautonomním způsobem. Inhibuje tra-2, který se zároveň nemůže vázat na fem, udržuje tra-1 v cytoplazmě a vývoj probíhá podél mužské dráhy. Translokace transkripčního faktoru tra-1 do jádra znamená realizaci hermafroditního fenotypu. V tomto případě se fem protein disociuje z tra-1 a váže se na tra-2 protein.

Nervový systém

C. elegans má jeden z nejjednodušších nervových systémů (nervové systémy často nazývané jednoduché, skládající se z malého počtu neuronů ). Dospělý hermafroditický jedinec se skládá z 959 buněk (muž - z 1031 buněk) a má celkem 302 neuronů [13] , jejichž spojení byla plně popsána. [14] V tomto ohledu je C. elegans vhodným objektem pro studium mechanismů řízení pohybu, signalizace prostřednictvím neuronové sítě, chemotaxe atd.

Vlastnosti životního cyklu

Při nedostatku potravy nebo působení řady dalších faktorů, včetně exkrecí dospělých jedinců vystavených negativním vlivům prostředí, se u larev, které prošly jedním línáním (stádium L2), nemusí vyvinout larva L3, která je obvyklá pro životní cyklus háďátek. , ale tzv. Dauerova larva ( Dauer larva ) . Řada takových látek, derivátů ascarylózy , se nazývá daumons .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Brenner  , S. Genetika Caenorhabditis elegans  // Genetika. — Genetic Society of America, 1974. - Sv. 77 . - str. 71-94 . Archivováno z originálu 5. července 2007.
  2. ↑ K virtuálnímu organismu ovládanému digitální kopií jeho nervového systému: výsledky a perspektivy pro háďátko C. elegans . Získáno 29. července 2013. Archivováno z originálu dne 4. března 2016.
  3. ↑ Publikace . Získáno 8. srpna 2013. Archivováno z originálu dne 20. července 2013.
  4. ↑ OpenWorm je digitální červ. Projekt vytvoření virtuálního živého organismu . Získáno 8. srpna 2013. Archivováno z originálu 12. srpna 2013.
  5. ↑ A. A. Moskalev. Stárnutí a geny. — 2008.
  6. ↑ Sekvenční konsorcium C. elegans . Sekvence genomu háďátka C. elegans : platforma pro výzkum biologie  (anglicky)  // Science  : journal. - 1998. - Sv. 282 . - str. 2012-2018 . - doi : 10.1126/science.282.5396.2012 . — PMID 9851916 . Archivováno z originálu 25. listopadu 2009.
  7. ↑ Stein, L. D. a kol. Genomová sekvence Caenorhabditis briggsae : Platforma pro srovnávací genomiku  // PLoS Biology  : journal  . - 2003. - Sv. 1 . - S. 166-192 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0000045 .
  8. ↑ Centrum sekvenování genomu. Caenorhabditis remanei : Pozadí (odkaz není k dispozici) . Lékařská fakulta Washingtonské univerzity . Datum přístupu: 11. července 2008. Archivováno z originálu 28. srpna 2006. 
  9. ↑ Centrum sekvenování genomu. Caenorhabditis japonica : Pozadí (nedostupný odkaz) . Lékařská fakulta Washingtonské univerzity . Datum přístupu: 11. července 2008. Archivováno z originálu 28. srpna 2006. 
  10. ↑ Centrum sekvenování genomu. Caenorhabditis brenneri : Pozadí ( nepřístupný odkaz - historie ) . Lékařská fakulta Washingtonské univerzity . Staženo: 11. července 2008.   (nepřístupný odkaz)
  11. ↑ Poznámky k vydání WormBaseWiki WS169 . Červí základna . Získáno 21. února 2007. Archivováno z originálu 26. února 2012.
  12. ↑ Poznámky k vydání WormBaseWiki WS159 (downlink) . Červí základna . Datum přístupu: 21. ledna 2007. Archivováno z originálu 27. září 2006. 
  13. ↑ Imanikia S., Stürzenbaum SR Kapitola 12. Bezobratlí ve výzkumu obezity: Červí perspektiva // ​​Zvířecí modely pro studium lidských nemocí. - Elsevier, 2013. - 1108 s. — ISBN 9780128072028 .
  14. ↑ White JG, Southgate E, Thomson JN, Brenner S (1986) Struktura nervového systému háďátka Caenorhabditis elegans. Phil. Trans. Royal Soc. Londýn. B 314, 1-340.
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
Taxonomie
 Modelové organismy v biologickém výzkumu