Schnelle Brut Seeigel: Ein Comeback Tiermodell für Entwicklungsbiologie

Die Forscher identifizierten eine Spezies von Seeigel mit einem relativ kurzen Brutzyklus von sechs Monaten. Sie verwendeten CRISPR Technologie ein Gen zu entfernen, das Pigment zur Verfügung stellt. Männliche Albino-Seeigel überlebt. Crossing diese mit Wildtyp-Seeigel und dann die Zucht die Nachkommen der zweiten Generation Albino-Mutanten ergab, dass bis zum Erwachsenenalter gereift.

Doch mit ihrem langen Leben kommt eine lange Brutzyklus. Die meisten untersuchten Arten von Seeigel haben Zyklen zwischen einem und zwei Jahren züchten. Dies ist eine schwerwiegende Einschränkung für die Forschung, die auf Ausschlagen konzentriert Einlegen oder Gene bearbeiten, die auf schnell produziert Nachwuchs angewiesen. Wie zu verstehen ist, die genaue Funktion von Genen kommen auf dem Gebiet der Entwicklungsbiologie, Seeigel zu dominieren haben Ungnade als Modelltier herausgefallen.

Professor Shunsuke Yaguchi und sein Team an der Universität Tsukuba Shimoda Marine Research Centre das Gefühl, dass viel kann noch aus Seeigel Biologie und setzen Sie einen Weg finden, erlernt werden, um die Länge des Brutzyklus zu reduzieren. „Wir haben mehrere Arten von Seeigeln untersucht und modifiziert, um ihre Nahrungsmittelversorgung und Umwelt“, erklärt Professor Yaguchi. Durch diese Anstrengungen fanden sie Temnopleurus reevesii, eine Spezies, die eine Brutzyklus von nur einem halben Jahr hat.

Als Proof of Concept-Studie konzentrierten sich die Forscher auf ein Gen, das für die Herstellung des Pigments, dass die Farben Seeigel verantwortlich ist. Mit CRISPR Technologie, klopften sie ein Pigment-Gen in einem natürlichen T. reevesii Mutante aus, die eine tiefe purpurrote Farbe hat. Das Verfahren erfolgreich Albino-Mutanten hergestellt, aber es gab einen Haken: nur männliche Seeigel überlebt. Daher erste Generation Mutanten zu erzeugen, verwendete das Team Eier vom Wildtyp T. reevesii und Spermien aus den Knockout-Mutanten. Dann verwendet sie der ersten Generation, Männchen und Weibchen Mutanten der zweiten Generation zu erzeugen, die beide Kopien des Pigments Gen fehlte.

Diese Seeigel waren Albino und konnte metamorphosize in Jugendliche und Fortschritt bis ins Erwachsenenalter. Aber die Überlebensrate war sehr gering. „Viele der Albino-Seeigel-Larven aus der F2-Generation nicht Bestrahlung mit ultraviolettem Licht überleben konnten“, sagt Professor Yaguchi. „Dies legt nahe, dass das Pigment Schutz Seeigel vor UV-Licht helfen könnte oder das geschädigte Gewebe zu beheben.“

„Nachdem wir gezeigt, dass Gen-Bearbeitung möglich und praktisch in dieser Art von Seeigel ist, kann die zukünftige Forschung, diese Techniken in Seeigel nutzen auf dem Gebiet der Entwicklungsbiologie zu fördern.“

Quelle: University of Tsukuba. "Faster breeding sea urchins: A comeback animal model for developmental biology." ScienceDaily. ScienceDaily, 19 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200519101316.htm>.