秀丽隐杆线虫的发育

  • 的线虫秀丽隐杆线虫是一种小型(1毫米长),无节,蠕虫状,自由生活的土壤线虫。
  • 它是一种结构相对简单、结构精确的生物体,广泛用于分子生物学和发育生物学的模型生物体。
  • 成年人的身体C线虫雌雄同体包含959个体细胞,整个谱系可以通过它透明的角质层找到。
  • 它的基因组也已经完全测序,这是首次多细胞生物。

选择模式生物的原因

  • 它有一个快速的胚胎发生周期(约16小时),这可以在培养皿中完成。
  • 它的细胞类型相对较少。
  • 主要的成虫是雌雄同体的,每个个体同时产生卵子和精子。
  • 蛔虫可以通过自受精或与不常发生的雄性异受精来繁殖。
  • 与脊椎动物细胞系不同,C。线虫从一个人到另一个人几乎是完全不变的。
  • 秀丽隐杆线虫也有少量的多细胞生物基因,大约19000个。

的发展秀丽隐杆线虫

秀丽隐杆线虫的发育

图片来源:西蒙弗雷泽大学

1.前胚胎发育

线虫的胚胎秀丽隐杆线虫当胚胎虫第一次从蛋壳中出现时,在向第一幼虫阶段的发展过程中经历了几个不同的阶段。

这些阶段可细分如下:

受精

  • 当单倍体卵母细胞和单倍体精子结合形成二倍体时,一个单细胞胚胎就出现在成年雌雄同体的精囊内。
  • 在很短的一段时间内,受精卵被一层膜覆盖,这层膜可以阻止多精子现象的发生,随后形成由卵子分泌的三层更硬的蛋壳。
  • 新受精的胚胎脱离前期阻滞,离开精囊继续在子宫内发育。

扩散

  • 受精后,单细胞胚胎开始一系列高度定型的细胞分裂。
  • 在这个阶段,所有的胚胎细胞在细胞质结构上看起来都很相似,许多细胞也开始从它们的姐妹细胞进行短距离迁移,这一过程被称为“整体细胞分选”。
  • 早期增殖事件发生在受精后0 - 150分钟(22℃),发生在子宫内。
  • 增殖事件在后期继续发生,包括原肠胚形成和形态发生,这些发生在胚胎形成后。
  • 在细胞增殖的同时,某些子细胞总是立即发生程序性细胞死亡或凋亡,而它们的姐妹细胞继续增殖和发育。

原肠胚形成

  • 从30细胞阶段开始,原肠形成包括单个细胞开始内化并迁移到胚胎团的中心,最终形成独立的外胚层、内胚层和中胚层室。
  • 在此阶段持续的整体细胞分选导致许多功能细胞群通过邻近而不是姐妹关系建立。

形态发生

  • 这个阶段与原肠胚形成末期重叠,此时大多数细胞已经停止增殖并加入组织亚群。
  • 细胞在结构上变得专门化,采用形状和细胞内容物来反映它们最终在专门化的组织间隔内的细胞命运。
  • 多定向细胞迁移发生在某些细胞伸出突起或片状臂包住邻近细胞或穿过发育组织内的狭窄通道时。
  • 有些组织开始形成共用多个核的合胞体,其间的细胞膜消失。
  • 终末分化发生时没有许多额外的细胞分裂。
  • 在极少数情况下,胚胎或L1幼虫中特定的细胞在完成其在组织形态发生中的作用后发生延迟凋亡细胞死亡。

伸长

  • 一旦胚胎发育中的组织开始形成更长的蠕虫形状,它们就会在蛋壳中折叠起来。
  • 早期伸长事件在第一次切割后350分钟左右开始,涉及微丝和微管。
  • 经过逗号,两倍,最后三倍阶段,胚胎的周长减少,长度增加,直到它准备孵化。
  • 伸长碰巧发生在形态发生的后期,但将单独考虑。

加快

  • 肌肉运动的第一个迹象出现在430分钟左右,在三重阶段,蠕虫可以在卵内以协调的方式移动。
  • 在孵化之前,会有一系列挤压事件,以及随后的主动蠕动运动。
  • 这些挤压活动肯定有助于动物的进一步伸长,尽管它们发生得相当晚。
  • 加速碰巧发生在形态发生的最后阶段,但将单独讨论。

孵化

  • 当胚胎包含大约600个细胞和许多未成熟的组织时,幼小的L1幼虫会冲破蛋壳进入世界。
  • 在这一点上,L1幼虫将开始胚胎后期发育,在达到成年之前,它将长10倍,宽10倍。

2.Post-embryonic发展

  • 在适宜繁殖的环境条件下,在20℃下,孵化的幼虫在短短3天内就发育了4个幼虫阶段——L1、L2、L3和L4。
  • 当环境受到压力时,如食物不足、人口密度过高或温度过高,秀丽隐杆线虫可以进入另一种幼虫阶段L2d,称为dauer阶段(dauer在德语中是永久的意思)。
  • Dauer幼虫具有抗应激能力;它们很瘦,嘴巴被一种特殊的dauer角质层封住,不能吃东西。他们可以在这个阶段停留几个月。
  • 当条件改善有利于幼虫的进一步生长时,这一阶段结束,现在蜕皮进入L4阶段,即使生殖腺的发育在L2阶段被阻止。
  • 每一个阶段的转变都被蠕虫的透明角质层的蜕皮所打破。

参考文献

  1. https://www.wormatlas.org/embryo/introduction/EIntroframeset.html
  2. 等。《细胞分子生物学》第四版。纽约:Garland Science;2002.秀丽隐杆线虫:个体细胞的发育。可以从:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26861/
  3. 吉尔伯特,s.f.(2000)。发育生物学。马萨诸塞州桑德兰市:Sinauer Associates。
  4. https://cbs.umn.edu/cgc/what-c-elegans
  5. https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/caenorhabditis-elegans
  6. http://www.wormbook.org/chapters/www_celegansintro/celegansintro.html

秀丽隐杆线虫的发育

留下你的评论

这个网站使用Akismet来减少垃圾邮件。了解如何处理您的评论数据