线粒体的结构和功能之间存在密切的相互作用。要理解这种复杂的关系,需要先进的成像技术来捕捉线粒体的动态特性及其对细胞过程的影响。然而,大部分关于线粒体动力学的研究都是在单细胞生物或体外细胞培养中进行的。在这里,我们介绍了一种用于实时成像秀丽隐杆线虫线粒体形态的新型遗传工具,以满足研究活体完整多细胞生物内细胞器动力学的先进技术的迫切需求。通过全面的分析,我们将我们的工具与现有方法直接进行比较,展示它们在可视化线粒体形态方面的优势,并对比它们对生物体生理学的影响。我们揭示了传统技术的局限性,同时展示了我们的方法的实用性和多功能性,包括内源性 CRISPR 标签和异位标记。通过提供根据实验目标选择最合适工具的指南,我们的工作推动了秀丽隐杆线虫的线粒体研究,并增强了不同成像模式的战略整合,以全面了解生物体内的细胞器动力学。
摘要 在秀丽隐杆线虫发育过程中,多个细胞会长距离迁移或伸展突起以到达最终位置和/或获得适当形状。Wnt 信号通路是细胞沿前后体轴迁移或细胞生长的主要协调者之一。Wnt 信号的结果受包括内吞作用在内的各种机制的微调。在本研究中,我们发现 SEL-5(哺乳动物 AP2 相关激酶 AAK1 的秀丽隐杆线虫直系同源物)与逆转录复合物一起在 QL 神经母细胞子细胞迁移过程中作为 EGL-20/Wnt 信号的正调节因子发挥作用。同时,SEL-5 与逆转录复合物的协同作用也是排泄道细胞生长所必需的。重要的是,SEL-5 激酶活性不是其在神经元迁移或排泄细胞生长中发挥作用所必需的,并且这两个过程都不依赖于 DPY-23/AP2M1 磷酸化。我们进一步确定,Wnt 蛋白 CWN-1 和 CWN-2 与 Frizzled 受体 CFZ-2 一起正向调节排泄细胞生长,而 LIN-44/Wnt 和 LIN-17/Frizzled 一起产生抑制其延伸的停止信号。
Caenorhabditis秀丽隐杆线虫是一种线虫,在世界各地的各种环境中自然存活。该线虫已被用作发展,癌症和衰老的模型系统,因为它与人类的关键基因和疾病中涉及的信号通路共享。此外,该线虫在实验室中易于维持,并且在遗传上是可探讨的。与秀丽隐杆线虫有关的与人类癌,先天免疫和寿命相关的主要发现,但该线虫尚未用于研究与口腔健康相关的基因或微生物群。世界上几个实验室开始研究肠道菌群对秀丽隐杆线虫健康的影响。我们建议通过喂养从人类唾液中分离出的线虫细菌来研究口腔菌群对秀丽隐杆线虫的影响。能够通过秀丽隐杆线虫分析的数据来表征人口腔菌群,可以提供一种方便的方法来筛查不同口腔细菌的快速影响,并可以为几种口腔疾病提供新的前景。
de ci d ci de Maternals de Barcelonal(ICMAB-CSIC),UAB校园,Bellaterra,Bellaterra 08193,西班牙B alkek宏基因组学与微生物学研究中心,分子病毒学和分子病毒学和微生物学系 homico (CNAG), C/Baldiri Reixac 4, 08028 Barcelona, Spain D University Aut `ONOMA DE BARCELONA, Biophysics Unit, Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, Avingua de Can Dom` Enech, 08193 Cerdanyola del Vall `Ex, Spain and Program in Development, Disease Models and Therapeutics, Baylor College of Medicine, 1贝勒广场,德克萨斯州休斯敦,美国德克萨斯州休斯敦,美国医学院,维克 - 中心加泰罗尼亚大学(UVIC-UCC)(UVIC-UCC),西班牙08500 VIC,西班牙G研究所,加泰罗尼亚中部的生命科学与健康研究所Aut'Onoma de Barcelona,08193,西班牙贝拉特拉,I Deprodoment debioquímicai生物学分子,大学Aut ot'Onoma'Onoma de Barcelona,08193 Bellaterra,西班牙de ci d ci de Maternals de Barcelonal(ICMAB-CSIC),UAB校园,Bellaterra,Bellaterra 08193,西班牙B alkek宏基因组学与微生物学研究中心,分子病毒学和分子病毒学和微生物学系 homico (CNAG), C/Baldiri Reixac 4, 08028 Barcelona, Spain D University Aut `ONOMA DE BARCELONA, Biophysics Unit, Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, Avingua de Can Dom` Enech, 08193 Cerdanyola del Vall `Ex, Spain and Program in Development, Disease Models and Therapeutics, Baylor College of Medicine, 1贝勒广场,德克萨斯州休斯敦,美国德克萨斯州休斯敦,美国医学院,维克 - 中心加泰罗尼亚大学(UVIC-UCC)(UVIC-UCC),西班牙08500 VIC,西班牙G研究所,加泰罗尼亚中部的生命科学与健康研究所Aut'Onoma de Barcelona,08193,西班牙贝拉特拉,I Deprodoment debioquímicai生物学分子,大学Aut ot'Onoma'Onoma de Barcelona,08193 Bellaterra,西班牙
摘要 线粒体含有一个独立的基因组,称为线粒体 DNA (mtDNA),其中包含必需的代谢基因。尽管 mtDNA 突变发生频率很高,但它们很少被遗传,这表明生殖系机制限制了它们的积累。为了确定生殖系 mtDNA 是如何调控的,我们研究了秀丽隐杆线虫原始生殖细胞 (PGC) 中 mtDNA 数量和质量的控制。我们发现 PGC 结合多种策略来产生 mtDNA 数量的低点,方法是将线粒体分离成叶状突起,这些突起会被相邻细胞蚕食,同时通过自噬消除线粒体,使整体 mtDNA 含量降低两倍。当 PGC 离开静止状态并分裂时,mtDNA 会复制以维持每个生殖系干细胞约 200 个 mtDNA 的设定点。尽管同类相食和自噬会随机消除线粒体 DNA,但我们发现,独立于 Parkin 和自噬的激酶 PTEN 诱导激酶 1 (PINK1) 优先减少突变线粒体 DNA 的比例。因此,PGC 采用并行机制来控制种系线粒体 DNA 创始群体的数量和质量。
免疫系统不断与病原体诱导的压力作斗争,这通常会以物种特异性的方式导致免疫基因家族的进化膨胀。与单个哺乳动物的pals ortholog相比,PALS基因家族在秀丽隐杆线虫基因组中扩展到39个成员。我们以前的研究表明,该家族的两个成员PALS-22和PALS-25是控制细胞内病原体反应(IPR)的拮抗旁系同源物。IPR是一种保护性转录反应,在两种分子不同的天然细胞内病原体C感染后,它会激活。秀丽隐杆线虫 - 来自微孢子虫门的Orsay病毒和真菌Nematocida parisii。在这项研究中,我们确定了PALS-17的先前未表征的成员,作为新近描述的IPR负面调节剂。PALS-17突变体显示IPR基因表达的组成型上调,对细胞内病原体的免疫力增加以及发育和繁殖受损。我们还发现,另外两个先前未表征的PALS基因PALS-20和PALS-16是IPR的阳性调节剂,在PALS-17的下游作用。这些积极的调节剂逆转了PALS-17对IPR基因表达,免疫力和发育的影响。我们表明,阴性的IPR调节蛋白PALS-17和阳性的IPR调节蛋白PALS-20共定位在肠上皮细胞的顶部和顶部,这是IPR诱导病原体的感染部位。秀丽隐杆线。总而言之,我们的研究表明,来自扩展的PAL基因家族的几个PAL基因作为ON/OFF开关模块的作用,以调节c中自然细胞内病原体之间的生物发育与免疫之间的偏见。
经过数十年的研究,我们对癌症机制的复杂性的了解(优雅地总结为“癌症的标志”)正在扩大,这种知识带来的治疗机会也在扩大。然而,癌症仍然需要深入研究以减少其巨大影响。在这种情况下,使用简单的模型生物(例如秀丽隐杆线虫),其中发现了凋亡途径的遗传学,可以促进对几种癌症标志的研究。可用于遗传和药物筛查,方便快速有效的基因组编辑,并与伦理动物研究的3RS(“替代,减少和改进”)原理保持一致,秀丽隐杆线虫在揭示癌症机制的复杂网络中起着重要的作用,并在癌症机制中提出了有希望的选择。
图5。TARDIS启动子库。a)概述两个分裂的着陆垫及其相关的启动子插入向量。正确整合后,选择性标记和荧光团表达都会恢复。b)从单个TARDIS阵列线的单个热轴(PX819)中回收了9个基因的转录记者。集成到单个McSarlet-I /Hygr着陆垫中。主图像显示了指定的报告基因的MSCARLET-I表达,而插图显示同一区域的极化图像。c)示例同时,从单个TARDIS阵列中的双重整合到带有害虫的双降落垫菌株中。ceh-10p :: mneongreen :: pest是假彩色绿色和ceh-40p :: mcarlet-i :: pest是假彩色的洋红色。所有比例尺均代表20µm
寄生线虫对人类和动物的健康构成了重大威胁,并在农业部门造成经济损失。使用驱虫药物(例如伊维菌素(IVM))来控制这些寄生虫的使用导致了广泛的耐药性。识别寄生线虫中抗药性的遗传标记可能具有挑战性,但是秀丽隐杆线虫的自由生活的Nema-Tode Caenorhabditis提供了合适的模型。在这项研究中,我们旨在分析成人c的转录组。秀丽隐杆线虫蠕虫暴露于驱虫药伊维菌素(IVM)的N2菌株,并将其与抗性菌株DA1316和最近确定的杀伤蛋白定量性状基因座(QTL)进行比较。 RNA并在Illumina NovaseQ6000平台上对其进行了排序。使用内部管道确定差异表达的基因(DEG)。将DEG与先前关于IVM抗性c的微阵列研究的基因进行了比较。秀丽隐杆线虫和Abamectin-QTL。我们的结果显示,N2 c中不同基因家族的615摄氏度(183个上调和432个下调基因)。秀丽隐杆线伤。31与DA1316菌株的IVM成年蠕虫的基因重叠。我们确定了19个基因,包括叶酸转运蛋白(Folt-2)和跨膜转运蛋白(T22F3。11),在N2和DA1316菌株中表现出相反的表达,被认为是潜在的候选物。此外,我们编制了进一步研究的潜在候选列表,包括T型钙通道(CCA-1),氯化钾共转运蛋白(KCC-2),以及其他映射到Abamectin-QTL的基因,例如谷氨酸门控通道(GLC-1)。
在不同遗传背景中的遗传扰动会导致物种内的一系列表型。这些表型差异可能是遗传背景与扰动之间相互作用的结果。以前,我们报道说,秀丽隐杆线虫发育控制的重要参与者GLD-1的扰动释放了影响不同遗传背景的适应性的隐性遗传变异(CGV)。在这里,我们研究了转录体系结构的变化。我们发现了414个基因,具有顺式表达定量性状基因座(EQTL)和991个基因,具有跨eqTL,这些基因在GLD-1 RNAI处理中特异性发现。总共检测到16个EQTL热点,其中7个仅在GLD-1 RNAi处理中发现。对这7个热点的富集分析表明,受调节的基因与神经元和咽部有关。 此外,我们在GLD-1 RNAi处理的线虫中发现了加速的Tran术语衰老的证据。 总体而言,我们的结果表明,研究CGV会导致发现隐藏的多态性调节剂。对这7个热点的富集分析表明,受调节的基因与神经元和咽部有关。此外,我们在GLD-1 RNAi处理的线虫中发现了加速的Tran术语衰老的证据。总体而言,我们的结果表明,研究CGV会导致发现隐藏的多态性调节剂。