Экспрессия генов, лежащая в основе формирования телобластов у пиявки (Annelida: Hirudinae)

OBJECTIVE: Species of glossiphoniid leech provide model systems for exploring fundamental questions in evolutionary and developmental biology. In this study, we took advantage of large embryonic cells and stereotypical cleavage patterns in the leech, Helobdella austinensis, to identify genes associated with the births of teloblasts and their lineage specifications. METHODS: Using staged embryos and pools of dissected precursor cells and teloblasts, a systematic computational comparison of staged and cell type-specific transcriptomic data was employed to identify unique gene sets associated with mesodermal (M), neuroectodermal (N) and teloblast (M + N) cell formation. RESULTS AND CONCLUSIONS: Our predicted candidate genes comprised sets of nucleic acid binding factors as anticipated but displayed little similarity with differentiation factors in other metazoans (eg, mammals, cnidarians), suggesting that stem cell/lineage induction processes have diverged across the Animalia and may reflect fundamentally different modes of embryonic development. Leeches are historically well known for bloodletting practices that were widespread throughout the 19th century and were also a classic preparation for neurobiologists during the same period. In modern times they have found medical applications in reconstructive surgeries, wound healing and more recently “hirudotherapy.” Lesser known are the contributions of leeches to embryology and evolution. Here we take advantage of unusually large embryos in the leech, Helobdella autinensis, to isolate homogeneous populations of teloblasts and their immediate precursor cells. By extracting RNA from these different cells, we were able to identify sets of genes that were unique to each cell type. Computational analyses of targeted genes suggest that many are associated with determining stem cell fate and lineage specification (eg, mesoderm, neuroectoderm). Interestingly, however, our predicted gene sets display only marginal similarity with comparable genes in other animals (eg, humans, Hydra), implying that early developmental processes associated with stem cell formation have diverged considerably over the course of animal evolution.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

На стадированных эмбрионах Helobdella austinensis и в препаратах выделенных телобластов и клеток-предшественников проведён систематический анализ транскриптомных данных для выявления генов, связанных с формированием мезодермальных (M), нейроэктодермальных (N) и телобластных (M + N) клеточных линий. Наборы генов-кандидатов включают факторы связывания нуклеиновых кислот, но обнаруживают лишь незначительное сходство с генами дифференцировки других многоклеточных (млекопитающих, Hydra). Авторы предполагают, что процессы индукции стволовых клеток и спецификации линий у пиявок заметно разошлись с таковыми у других животных, что может отражать принципиально иные механизмы эмбрионального развития.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Разработка лекарственных препаратов».

• Гирудотерапия в медицине и стоматологии — Jha K et al. (2015)
• Лечение пиявками: история — Hyson J (2005)
• Гирудины азиатской медицинской пиявки Hirudinaria manillensis: те же, но другие — Lukas P et al. (2019)
• Транскриптомный анализ слюнной железы медицинской пиявки Hirudo nipponia — Lu Z et al. (2018)
• Молекулярно-динамические и фармакологические исследования вариантов гирудина Hirudinaria manillensis и Hirudo medicinalis, созданных методами белковой инженерии — Sun Y et al. (2022)
• Бесклеточный синтез варианта 1 гирудина кровососущей пиявки Hirudo medicinalis — Wüstenhagen D et al. (2020)
• Получение вариантов гирудина с помощью генно-инженерной микробной фабрики — Zhang J, Lan N (2018)
• Гирудин при гепарин-индуцированной тромбоцитопении — Lubenow N, Greinacher A (2002)
• Гирудин ослабляет диабетическую нефропатию путём ингибирования Gsdmd-опосредованного пироптоза — Han J et al. (2023)
• Гирудин как альтернативный антикоагулянт: исторический обзор — Markwardt F (2002)

Все исследования, проанализированные ASH →