Neues Modell in der Studie der Regeneration : drei -banded panther Wurm

Sehr ähnlich plump Körner Wildreis in Gang gesetzt, die drei -banded panther Würmer Schwimmen in Einwegbehältern in Whitehead Institute Mitglied Peter Reddien Labor kaum scheinen, wie das nächste große Ding in der Regeneration. Und doch sind diese wenig untersuchten Organismen besitzen die Fähigkeit, jeden Teil ihres Körpers zu regenerieren und sind zugänglich für molekulare Studien im Labor , so dass sie eine wertvolle Ergänzung zu einem Feld scharf auf das Verständnis, wie Mechanismen, die Regeneration haben sich über Jahrtausende entwickelt hat und wie sie vielleicht in Menschen aktiv werden .

Vor vier Jahren Postdoc Mansi Srivastava und Reddien , sammelte diese faszinierenden Tiere unter Wasser schwimmen zwischen Mangroven- Blätter und andere Wasser Geröll in einem kalten Bermudas Teich. Wissenschaftlich als Hofstenia miamia bekannt , verdient der Wurm seinen allgemeinen Namen von den drei cremefarbenen Streifen über ihren Körper als auch ihren unersättlichen Appetit auf lebende Beute läuft. Gefunden in der Karibik, Bahamas , Bermuda, und sogar bis nach Japan und dem Roten Meer wurden die Würmer berichtet, mit regenerativen Fähigkeiten ausgestattet werden . In den 1960er Jahren beschrieben, ein Wissenschaftler die Tatsache, dass drei -banded panther Würmer könnten abgetrennten Kopf nachwachsen , wenn auch keine zusätzlichen Berichte folgen .

" Es war eine große Gefahr für uns - es war kein Projekt, bei dem Sie wussten, dass es von Anfang an zu arbeiten ", sagt Reddien , der auch außerordentlicher Professor für Biologie am MIT und ein Howard Hughes Medical Institute ( HHMI ) Investigator . " Ich hatte keine Ahnung , wie erfolgreich wir würden mit Züchten der Tiere oder wie erfolgreich die Methoden zur Entwicklung würde zu sein. Es gibt alle Arten von Möglichkeiten, wir könnten auf diese ein versagt haben , aber es hat Spaß gemacht . Es ist die Art von Wissenschaft das hat einen abenteuerlichen Geist zu ihm. Und der Organismus eine noch bessere Modellorganismus , als wir zu hoffen gewagt hatte . "

Reddien und Srivastava präsentieren ihr neues Modell für die wissenschaftliche Gemeinschaft in der 19. Mai Ausgabe der Zeitschrift Current Biology .


Die drei -banded panther Wurm ( Hofstenia miamia ), eine kleine Organismus mit der Fähigkeit, jede fehlende Körperteil zu regenerieren.
Bildnachweis: Kathleen Mazza und Mansi Srivastava / Whitehead Institute

Sobald die Würmer in ihrem neuen Haus in Cambridge kam , der erste Test war , um sie zu Labor Leben zu gewöhnen und zu bestimmen, ihre Bedürfnisse für das Überleben. Zunächst wurden die Würmer sterben. Der Salzgehalt der Wasser wurde , obwohl es den Teich, wo sie gefunden wurden, abgestimmt. Hofstenia ebenfalls abgelehnt , die Leber , die die Ernährungsstandbein für Reddien anderer Modell der Regeneration der Planarien ( Schmidtea mediterranea ) ist . Die drei -banded panther Würmer schrumpfte in Größe und einige griffen zu Kannibalismus .

Schließlich wurde die Wasserqualität festgelegt und eine bevorzugte Nahrungsquelle identifiziert : Meer Affen, auch als Artemia bekannt. Jetzt die Würmer gedeihen und zur zahlreichen Eier, genug, um eine reichliche Versorgung von Versuchstieren zu schaffen.

Durch eine Reihe von Dissektionen , Reddien und Srivastava festgestellt, dass Hofstenia nicht nur die Köpfe zu regenerieren , aber , wie Planarien sind auch in der Lage, irgendein Körperteil nachwachsen . Die Wissenschaftler dann dokumentiert des Wurms Transkriptom - eine Liste aller der Gene, die in der Tier transkribiert werden - und festgestellt, dass die RNA-Interferenz (RNAi) konnte in diesem Tier verwendet werden, um bestimmte Gene zu hemmen und die molekularen Funktionen, die Regeneration zu ermöglichen entsperren.

Mit diesen Werkzeugen in der Hand, stellten sie fest, dass in Hofstenia , wie in Planarien , Wnt-SignalsteuerungenRegeneration entlang der anterior-posterioren ( Kopf-Schwanz -Achse) wird Bmp - ADMP SignalsteuerungenRegeneration entlang der dorsalen - ventralen (Rücken - Bauch -Achse) .

Wenn Hofstenia und Planarien waren phylogenetisch nahe , würde eine solche Gemeinsamkeiten nicht überraschen. Aber nach der Analyse der Hofstenia Transkriptom , bestimmt das Team , dass die drei -banded panther Wurm und Planarien sind nur sehr entfernt verwandt , eine Ansicht , die vorgeschlagen wurden auf der Basis hatte Analysen mit Sequenzen aus einer kleinen Anzahl von Genen.

" Ich finde, dass es keine Beweise , selbst mit dieser großen Datenmenge , für Hofstenia mit Planarien eingestuft werden, was die letzte gemeinsame Vorfahre , dass diese zwei Arten geteilt vor 550.000.000 Jahre existierte bedeutet . Dies ist der gemeinsame Vorfahr , dass wir, die Menschen , auch bei diesen Arten teilen ", sagt Srivastava, mit Grundkenntnissen in evolutionären Entwicklungsbiologie hat und Autor des Current Biology Artikel . " Das Coole daran ist, dass dies wirft die Frage auf , ob unsere gemeinsamen Vorfahren verwendet diese Wege - Wnt- und BMP-Signal - . Zu regenerieren oder nicht "