Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans
videnskabelig klassifikation
Domæne:eukaryoterKongerige:DyrUnderrige:EumetazoiIngen rang:Bilateralt symmetriskIngen rang:protostomerIngen rang:FyldningIngen rang:NematoidaType:rundormeKlasse:ChromadoreaHold:rabditidaUnderrækkefølge:RhabditinaInfrasquad:RhabditomorphaFamilie:RhabditidaeSlægt:CaenorhabditisUdsigt:Caenorhabditis elegans
Internationalt videnskabeligt navn
Caenorhabditis elegans ( Maupas , 1900) Dougherty , 1955

Caenorhabditis elegans  er en fritlevende jordnematode på omkring 1 mm lang. Forskning i denne art inden for molekylær- og udviklingsbiologi begyndte i 1974 med Sydney Brenners arbejde [1] . Udbredt som modelorganisme i forskning i genetik , neurofysiologi , udviklingsbiologi , beregningsbiologi [2] [3] [4] . I 1986 blev det fuldstændigt beskrevet ved sin forbindelse . Genomet er blevet fuldstændig sekventeret (ca. 100 Mb i størrelse [5] ) og offentliggjort i 1998 (opdateret i 2002). Martin Chalfi brugte C.elegans i sin forskning i grønt fluorescerende protein .

Genom

C.elegans var den første flercellede organisme, der fik sit genom fuldstændig sekventeret . Den komplette sekvens blev offentliggjort i 1998 [6] , men der var små huller i den (den sidste blev lukket i oktober 2002). C.elegans- genomet er cirka 100 millioner basepar langt og indeholder cirka 20.000 gener . De fleste af disse gener koder for proteiner , men der er sandsynligvis omkring 1000 RNA-gener blandt dem. Forskere fortsætter med at forfine mange kendte gener.

I 2003 blev gensekvensen for den beslægtede nematode C.briggsae også bestemt . Dette gjorde det muligt for forskere at udføre en komparativ genetisk analyse af to nært beslægtede organismer [7] . I øjeblikket arbejdes der på at bestemme gensekvenserne for andre nematoder af samme slægt , såsom C. remanei , [8] C. japonica [9] og C. brenneri . [10] Disse nye gensekvenser blev opnået ved hjælp af " Whole-Genome Shotgun " metoden, hvilket betyder, at resultaterne sandsynligvis ikke er så fuldstændige og nøjagtige som i tilfældet med C. elegans , hvis genom blev sekventeret ved hjælp af den hierarkiske metode " Klon for -Klon") .

Den officielle version af C.elegans -gensekvensen fortsætter med at ændre sig, da ny forskning fører til fejl i den oprindelige sekvens (DNA-sekventering er ikke immun over for fejl). De fleste af ændringerne er normalt mindre, idet de kun tilføjer eller fjerner nogle få komplementære DNA-basepar. For eksempel indeholder WS169-versionen af ​​WormBase (december 2006) 6 sekvensændringer [11] . Lejlighedsvis foretages der mere væsentlige ændringer, for eksempel i versionen af ​​WS159, offentliggjort i maj 2006, blev mere end 300 basepar tilføjet til sekvensen [12] .

Kønsbestemmelse

C. elegans har to køn: hanner (X0) og hermafroditter (XX), som er hunner, der har erhvervet evnen til spermatogenese. Hos C. elegans bestemmes køn af XX-X0 mekanismen, forholdet mellem antallet af X-kromosomer og antallet af sæt autosomer har betydning. Den seksuelle udvikling af alle somatiske celler styres af en regulatorisk vej, hvis aktivitet er forskellig i forskellige køn. Denne vej kaldes global, i modsætning til de stier, der styrer udviklingen af ​​individuelle væv. Denne vej er også ansvarlig for kontrollen af ​​dosiskompensation (processen, der fører til lige ekspression af X-bundne gener hos begge køn).

Generelt styrer antallet af X-kromosomer en række hæmmende reaktioner, som endelig bestemmer aktiviteten af ​​den endelige regulator tra-1 (transformer-1). Og det bestemmer den seksuelle differentiering af organismen.

Kaskaden af ​​seksuel differentiering udløses i det tidlige embryo af forholdet mellem antallet af X-kromosomer og antallet af sæt autosomer. Det påvirker ekspressionen af ​​X0l-1 (X0 letal 1). Med et højt forhold (XX) er det undertrykt, men med et lavt er det ikke. X-kromosomet kodede "tællere". Der er 4 af dem, men kun 2 elementer er blevet undersøgt: fox-1, et RNA-bindende protein, der post-transkriptionelt kan hæmme X0l-1, og sex-1, det er relateret til nukleare hormonreceptorer og hæmmer X01-1 ved at binde sig til dets promotor. Autosomale "nævnere" har den modsatte effekt, de koder for transkriptionelle regulatorer.

X0l−1 undertrykker sdc-aktivitet. De er en del af et stort proteinkompleks, der binder sig til X-kromosomet og reducerer dets transskription med det halve. Sdc-2 binder også til her-1-promotoren og reducerer dens transkription 20 gange sammenlignet med X0-dyr.

HER-1 er et lille udskilt protein, der er ansvarlig for mandlig celleudvikling på en ikke-autonom måde. Det hæmmer tra-2, som samtidig ikke kan binde sig til fem, det holder tra-1 i cytoplasmaet og udviklingen sker langs den mandlige vej. Translokation af transkriptionsfaktoren tra-1 ind i kernen betyder realiseringen af ​​en hermafroditisk fænotype. I dette tilfælde adskiller fem-proteinet sig fra tra-1 og binder til tra-2-proteinet.

Nervesystemet

C. elegans har et af de enkleste nervesystemer (nervesystemer kaldes ofte simple, bestående af et lille antal neuroner ). Et voksent hermafroditisk individ består af 959 celler (mandlige - af 1031 celler) og har i alt 302 neuroner [13] , forbindelserne mellem hvilke er blevet fuldstændig beskrevet. [14] I denne henseende er C. elegans et praktisk objekt til at studere mekanismerne for bevægelseskontrol, signalering gennem et neuralt netværk, kemotaksi osv.

Livscyklusfunktioner

Med mangel på mad eller påvirkning af en række andre faktorer, herunder udskillelse fra voksne, der er udsat for negative miljøpåvirkninger, kan larver, der har gennemgået én smeltning (stadie L2), udvikle ikke den L3-larve, der er sædvanlig for nematodens livscyklus , men den såkaldte Dauer-larve ( Dauer-larve ). En række af sådanne stoffer, derivater af ascarylose , kaldes daumoner .

Se også

Noter

  1. ↑ Brenner, S.  The Genetics of Caenorhabditis elegans  // Genetics. — Genetics Society of America, 1974. - Vol. 77 . - S. 71-94 . Arkiveret fra originalen den 5. juli 2007.
  2. ↑ Mod en virtuel organisme styret af en digital kopi af dens nervesystem: resultater og perspektiver for nematoden C. elegans . Hentet 29. juli 2013. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016.
  3. ↑ Publikationer . Hentet 8. august 2013. Arkiveret fra originalen 20. juli 2013.
  4. ↑ OpenWorm er en digital orm. Projektet med at skabe en virtuel levende organisme . Hentet 8. august 2013. Arkiveret fra originalen 12. august 2013.
  5. ↑ A. A. Moskalev. Aldring og gener. – 2008.
  6. ↑ C. elegans Sequencing Consortium . Genomsekvens af nematoden C. elegans : en platform til undersøgelse af biologi  (engelsk)  // Science  : journal. - 1998. - Bd. 282 . - S. 2012-2018 . - doi : 10.1126/science.282.5396.2012 . — PMID 9851916 . Arkiveret fra originalen den 25. november 2009.
  7. ↑ Stein, L.D. et al. The Genome Sequence of Caenorhabditis briggsae : A Platform for Comparative Genomics  // PLoS Biology  : journal  . - 2003. - Bd. 1 . - S. 166-192 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0000045 .
  8. ↑ Genome Sequencing Center. Caenorhabditis remanei : Baggrund (link utilgængeligt) . Washington University School of Medicine . Dato for adgang: 11. juli 2008. Arkiveret fra originalen den 28. august 2006. 
  9. ↑ Genome Sequencing Center. Caenorhabditis japonica : Baggrund (ikke tilgængeligt link) . Washington University School of Medicine . Dato for adgang: 11. juli 2008. Arkiveret fra originalen den 28. august 2006. 
  10. ↑ Genome Sequencing Center. Caenorhabditis brenneri : Baggrund (utilgængelig link- historie ) . Washington University School of Medicine . Hentet: 11. juli 2008.   (utilgængeligt link)
  11. ↑ WormBaseWiki WS169 release notes . Wormbase . Hentet 21. februar 2007. Arkiveret fra originalen 26. februar 2012.
  12. ↑ WormBaseWiki WS159 release notes (downlink) . Wormbase . Dato for adgang: 21. januar 2007. Arkiveret fra originalen 27. september 2006. 
  13. ↑ Imanikia S., Stürzenbaum SR Kapitel 12. Hvirvelløse dyr i fedmeforskning: A Worms Perspective //Animal Models for the Study of Human Disease. - Elsevier, 2013. - 1108 s. — ISBN 9780128072028 .
  14. ↑ White JG, Southgate E, Thomson JN, Brenner S (1986) Strukturen af ​​nervesystemet af nematoden Caenorhabditis elegans. Phil. Trans. Royal Soc. London. B 314, 1-340.
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
Taksonomi
 Modelorganismer i biologisk forskning