_ Oamenii de știință împărtășesc un singur Atlas de celule pentru viermele puternic regenerativ, Pristina leidyi

O echipă internațională de oameni de știință, inclusiv B. Duygu Özpolat de la Universitatea Washington din St. Louis, a publicat primul atlas unicelular pentru Pristina leidyi (Pristina) , viermele de nimfă de apă, o anelidă segmentată cu abilități de regenerare extraordinare care i-a fascinat pe biologi de mai bine de un secol.

Viermii de anelide — inclusiv cei mai familiari dintre ei, râmele — sunt o structură larg răspândită, foarte diversă. , grup de animale important din punct de vedere economic și ecologic.

Majoritatea anelidelor pot regenera părțile lipsă ale corpului și multe sunt capabile să se reproducă asexuat. Cu toate acestea, populațiile de celule stem adulte implicate în aceste procese, precum și diversitatea tipurilor de celule generate de celulele stem, au rămas necunoscute.

Acest vierme special, Pristina, a atras pentru prima dată atenția biologilor în anii 1800 și a rămas un obiect de mare interes. În condiții de laborator, Pristina crește foarte rapid și își creează copii prin reproducere asexuată.

Folosind un mecanism numit fisiune paratomică, viermele începe să formeze și să diferențieze noi segmente de cap și coadă dintr-un singur segment de corp, producând ceea ce este cunoscut sub numele de „lanț de viermi”. În cele din urmă, aceste clone se separă și devin indivizi distincti.

„Acești viermi generează în mod constant toate părțile corpului și, prin urmare, toate tipurile de celule adulte”, a spus Özpolat, profesor asistent de biologie în Arte și Științe.

În total, noul atlas unicelular pentru acest vierme reunește 75.218 transcriptoame unicelulare care caracterizează toate tipurile majore de celule anelide, inclusiv modele complexe de gene exprimate regional în intestinul anelidelor, precum și specifice neuronale, musculare și epidermice. genele. Studiul este publicat în Nature Communications.

„Vrem să înțelegem cum au evoluat diferite organisme precum Pristina pentru a crește continuu de-a lungul vieții și a se regenera, natura celulelor implicate în aceste procese și semnăturile moleculare pe care le au. „, a spus Özpolat.

„Diferitele organisme au dezvoltat strategii diferite”, a spus ea. „Mecanismele celulare și genetice pe care le învățăm de la viermi nu numai că ne ajută să înțelegem mai bine aceste organisme fascinante, dar pot, de asemenea, să informeze tehnologiile cu celule stem și medicina regenerativă în continuare.”

„Este curios că acești viermi. poate menține celulele stem adulte pe termen nelimitat”, a spus Özpolat.

„Am crescut mii de clone dintr-un singur individ, iar culturile noastre de viermi sunt încă puternice.”

Realitate segmentată

Özpolat a produs și cartografiat atlasul unicelular pentru Pristina în parteneriat cu Jordi Solana de la Universitatea din Exeter din Regatul Unit și Patricia Álvarez-Campos de la Universidad Autónoma de Madrid. Solana și grupul său s-au concentrat anterior pe celulele stem dintr-un alt tip de vierme: planaria sau viermele plat.

Pristina a fost o nouă provocare pentru echipa combinată. Anelidele precum Pristina au corpuri care sunt alcătuite dintr-o serie de segmente cu o zonă de creștere la capătul cozii, care produce noi segmente continuu din două inele concentrice de celule stem.

Și apoi a existat tendința neobișnuită a Pristinei. a înmuguri sau a face un lanț.

„Când animalul atinge o anumită dimensiune, atunci simte cumva că a atins pragul de despărțire”, a spus Özpolat. „Și așa, începe să facă un cap și apoi o nouă coadă în mijlocul corpului său. Aceasta înseamnă că trebuie să reorganizeze complet ceea ce odinioară era un segment care conținea intestinul într-un segment care acum va avea un nou creier, sau noi ovare și teste."

În calitate de cercetător postdoctoral, Özpolat a fost cel mai interesată de modul în care viermii au creat noi gonade ca parte a acestui proces de reproducere asemănător lanțului.

Pentru direcțiile ei viitoare de cercetare. , ea plănuiește să se concentreze și pe intestin.

„Cu atlasele cu o singură celulă, luați un întreg organism și îl împărțiți literalmente în celulele sale individuale. Și apoi vă uitați la expresia genelor în fiecare celulă separat”, a spus ea. „Apoi le grupați în aceste hărți pe baza asemănărilor lor în ceea ce privește modelele de expresie a genelor.

„Am găsit tipuri de celule despre care nici măcar nu știam că există la acest animal”, a spus Özpolat. „Intestinul său. este atât de bine organizat și specific. Există aproximativ 12 tipuri diferite de celule intestinale în acest mic vierme, ceea ce va fi foarte interesant pentru proiectele viitoare la care lucrăm deja.

„Doar că deschide atât de multe uși acum încât le poți vizualiza. diferite tipuri de celule și modul în care se comportă în timpul fisiunii și regenerării”, a spus ea.

(Fluierul)