ინფორმაცია

4.1: ლორწოვანი ყალიბები - ბიოლოგია

4.1: ლორწოვანი ყალიბები - ბიოლოგია


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ლორწოვანი ყალიბები მოიცავს ორგანიზმებს რამდენიმე ხაზიდან. აქ ჩვენ განვიხილავთ სამ ძირითად ჯგუფს. ფიჭური ლორწოს ფორმები (დიქტოსტელიდები) არის უჯრედული ამებაების ჯგუფები, რომლებიც თანამშრომლობენ ნაყოფიერი სტრუქტურების შესაქმნელად სპორების დასაშლელად. პროტოსტელიდები გააკეთეთ პატარა ნაყოფიერი სხეულები, რომლებსაც აქვთ ფიჭური ყუნწები. პლაზმოდიალური ლორწოვანი ფორმები (კლასიფიცირებული Myxogastria-ს ან Myxomycetes-ის ქვეშ) ქმნიან დიდ, მრავალბირთვიან ამებას უჯრედის კედლის გარეშე, რომელიც საბოლოო ჯამში ცალკეულ ბირთვებს აშორებს სპორების წარმოქმნას.

ფიჭური ლორწოვანი ყალიბები

სურათი (PageIndex{1}): სიცოცხლის ციკლი Dictyostelium discoideum. ცალკეული ამებაები ჩანს დიაგრამის ზედა მარცხენა კუთხეში, დაწყებული ზრდის ფაზით (A), სადაც ამებოიდური უჯრედები მოიხმარენ ბაქტერიებს. როდესაც საკვები დეფიციტური ხდება, ამებაების აგრეგაცია (B), საბოლოოდ წარმოქმნის შლაკს (C-E), რომელიც შემდეგ კულმინაციას აღწევს ყუნწიან ნაყოფიერ სხეულში (G). სპორები წარმოიქმნება ყუნწის ზედა ნაწილში და გამოთავისუფლდება, აღმოცენდება (H) და კვლავ წარმოქმნის ამებაებს. ფიგურა მიღებულია პუბლიკაციიდან Eat Prey, Live: Dictyostelium discoideum როგორც უჯრედის ავტონომიური თავდაცვის მოდელი. Dunn et al., (2018). CC BY 4.0

სურათი (PageIndex{2}): ეს სურათები გვიჩვენებს სახეობას დიქტოსტელიუმი ნაყოფიერი სხეულების განვითარება. მარცხნივ სურათზე ჩანს კულმინაციის ეტაპები. ისინი ჩნდება ცრემლის ან ჭიის მსგავსი ფორმების სახით. მარჯვნივ, რამდენიმე სპორანგია ფორმირების პროცესშია, ცალკეული პირები კვლავ მიგრირებენ ყუნწით მწვერვალზე. მხოლოდ ის ინდივიდები, რომლებიც სპორანგიუმში აღმოჩნდებიან, გადარჩებიან სპორების სახით „გამრავლებისთვის“. ფოტოები Jerry Cooper CC BY 4.0.

ვიდეო (PageIndex{1}) : ვიდეო, სადაც ნაჩვენებია ფიჭური ლორწოს ფორმა დიქტოსტელიუმიროგორც ცალკეული ამებაები, ასევე თანამშრომლობენ ნაყოფიერი სტრუქტურების შესაქმნელად. YouTube ვიდეოს ბმული.

პროტოსტელიდები

ფიგურა (PageIndex{3}): ეს სურათი გვიჩვენებს ლორწოს ყალიბს Ceratiomyxa fruticulosa, რომელიც ცოტათი ჰგავს ორგანიზმს, რომელსაც ზღვის ქვეშ ნახავთ. ეს ლორწოვანი ყალიბი (სავარაუდოდ) ეკუთვნის პროტოსტელიდების ჯგუფს, რადგან ის ამზადებს თავის სპორებს გარედან. ამ ლორწოვანის ყოველი მარჯნის მსგავსი გაფართოება დაფარულია პაწაწინა სპორებით. ფოტო მარია მოროუს, CC BY-NC.

ფიგურა (PageIndex{4}): ახლოდან Ceratiomyxa fruticulosaგვიჩვენებს ხილის სტრუქტურებს, რომლებიც ფარავს უცნაური, კორალოიდური პროგნოზების გარედან. ფოტოს ავტორი Damon Tighe CC BY-NC. იხილეთ კიდევ ერთი შესანიშნავი მაგალითი აქ.

Plasmodial Slime Moulds

პლაზმოდიალური ლორწოვანი ფორმები წარმოადგენს მორფოლოგიის უზარმაზარ მრავალფეროვნებას. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ პლაზმოდია (იხ. სურათი (PageIndex{5})), მათი გარჩევა რთულია. თუმცა, როგორც კი ისინი ნაყოფიერ სტრუქტურად ჩამოყალიბდებიან, მათ შეუძლიათ შექმნან განსხვავებული, მრავალფეროვანი და საოცარი ფორმები (იხ. სურათი (PageIndex{6-9}))!

პლაზმოდიუმი

სურათი (PageIndex{5}): ეს სურათი გვიჩვენებს Physarum polycephalum დაშლილი ხის შესწავლა. ეს არის კვება პლაზმოდიუმი. ამ ეტაპზე გიგანტური, მრავალბირთვიანი ამება მოძრაობს სუბსტრატზე, რომელიც შთანთქავს ბაქტერიებს. ვენები იძლევა ციტოპლაზმის ნაკადის საშუალებას და ეფექტურ კავშირებს საკვების წყაროებს შორის. დენიელ ფოლდსის ფოტო CC-BY-NC.

სპოროკარპის მრავალფეროვნება

სურათი (PageIndex{6}): ჰემიტრიხია სერპულა ქმნის არაჩვეულებრივ ნაყოფიერ სხეულს, რომელსაც ა პლაზმოდიოკარპი. კვების ეტაპი აგროვებს მის პროტოპლაზმას პლაზმოდიუმის ვენებში, აყალიბებს უცნაურ ხაზოვან, ერთმანეთში გადახლართულ ფორმებს. რომან პროვიდუხინის ფოტო, CC-BY-NC.

სურათი (PageIndex{7}): პლაზმოდიური ლორწოვანი ყალიბის ნაყოფიერი სხეულები ლიკოგალა ეპიდენდრუმი ჩამოყალიბდეს ბალიშის მსგავს სტრუქტურებად, რომელსაც ე.წ ეთალიას. პლაზმოდიუმი ჩამოყალიბდა ვარდისფერ ბურთის მსგავს სტრუქტურებად დამპალი მორის ზედაპირზე. ერთ-ერთი ასეთი სტრუქტურა ამოხეთქილია და ჟონავს ვარდისფერ ლორწოს, სავსე გაუაზრებელი სპორით. ეს ვარდისფერი სლაიმი იძლევა ლიკოგალა მისი სახელი, მგლის რძე. ფოტო მარია მოროუს, CC BY-NC.

სურათი (PageIndex{8}): ნაყოფიერი სტრუქტურის კიდევ ერთი ვარიანტია ფსევდოეთალიუმი, სადაც არის მკაფიო სპორანგიები, მაგრამ ისინი მაინც ქმნიან ერთად, როგორც ბალიში. ეს არის ნაყოფიერი სტრუქტურის ტიპი, რომელიც ჩამოყალიბებულია Tubifera ferruginosa-ს, წითელი ჟოლოს ლორწოვანის ობის მიერ. ფოტო Hiromi Karagiannis CC BY-NC.

სურათი (PageIndex{9}): ნაყოფის სხეულები დიაქეის ლეიკოპოდია აქვს მკაფიო ყუნწი და სპორანგიუმი. ამ სახეობის ყუნწი თეთრია, ხოლო წაგრძელებული სპორანგიუმი ასახავს ფერთა ზეთოვანი ცისარტყელას. ფოტო Sypster CC BY-NC.

სხვა მახასიათებლები

სურათი (PageIndex{10}): ეს ნაყოფიერი სხეული Arcyria denudata გვიჩვენებს ლორწოვანის ობის ანატომიის საინტერესო თვისებას. სპორანგიუმი შედგება ა პერიდიუმი (კანი), რომელიც აკრავს სპორებს. სპორები ხშირად ერთმანეთშია შერეული ძაფების ჭურჭელთან, რომელსაც ე.წ კაპილიუმი, რომელიც ხელს უწყობს სპორების გაფანტვას. ამ სურათზე, ვარდისფერი კაპილიუმი (სპორებით სავსე) ჩანს სპორანგიუმიდან ამოხეთქილი. ფოტო ალექსანდრე შიროკიხის CC BY-NC.

გარდა იმისა, რომ აქვთ საინტერესო მაკროსკოპული მორფოლოგია, მათ აქვთ საინტერესო მიკროსკოპული მახასიათებლებიც! იდენტიფიკაციისთვის შეიძლება საჭირო გახდეს სპორების ორნამენტაცია და ზომა, ისევე როგორც კაპილარული ძაფების გამოჩენა.

სურათი (PageIndex{11}): კაპილარული ძაფების ორნამენტი შეიძლება იყოს სასარგებლო იდენტიფიკაციის ფუნქცია. მარცხნივ არის დამახასიათებელი ეკლიანი ორნამენტები Arcyria obvelata. მარჯვნივ არის გრეხილი ძაფები Trichia botrytis. ფოტო მარცხნივ Maria Morrow CC BY-NC. ფოტო მარჯვნივ ჯორჯ ბარონის მიერ, მხოლოდ არაკომერციული აკადემიური და კვლევითი გამოყენებისთვის.


ბუზღუნის გოგონას მეტამორფოზა ლორწოს ობის ექსპერტად

მოსიარულე მთებში ჩინეთის იუნანის პროვინციაში

ლორა უოკერი არის პოსტდოქტორანტი მკვლევარი Strassmann და Queller-ის კვლევით ჯგუფში, რომელიც სწავლობს უჯრედულ ლორწოვან ყალიბებს. ჰკითხეთ მას კვლევის შესახებ, რომელსაც ატარებს და მზად იყავით მკურნალობისთვის: დიდი სიფრთხილითა და მოთმინებით, ის ზედმიწევნით გაგიკვლევთ რთულ სამეცნიერო იდეებს და გიტოვებთ მეტის გაცნობის სურვილს.

ის მოგიყვებათ სოციალურ ამებაზე Dictyostelium discoideum, ანუ Dicty. ჩვეულებრივ, ისინი დამოუკიდებლად ცხოვრობენ, როგორც ერთუჯრედიანი ორგანიზმები. მაგრამ როდესაც საკვები ამოიწურება და შიმშილი იწყება, ისინი გროვდებიან.

„მათ უნდა ითანამშრომლონ, რათა შექმნან ნაყოფიერი სხეული მათი გენების დასაშლელად და გასავრცელებლად. მათი დაახლოებით 20% იღუპება და ქმნის ღეროს, რომელიც მხარს უჭერს დარჩენილ უჯრედებს, რომლებიც სპორებად გადაიქცევიან“, - ამბობს უოკერი.

ჯერ კიდევ გაინტერესებთ, რატომ სურს რომელიმე მათგანს მსხვერპლად გაღება და ყუნწში სიკვდილი? ასეა უოლკერიც, რომელიც ლაბორატორიაში ყოფილი კურსდამთავრებულის კვლევას ეფუძნება. ჯენი კუზზალ-ფიკმა განავითარა ამებათა უჯრედების განმეორებითი ხაზები დაბალი ნათესაობის ქვეშ და აღმოაჩინა, რომ ეს საშუალებას აძლევდა გამოჩენილიყვნენ თაღლითები და აჩვენა, რომ ნათესაობა ხელს უწყობს თანამშრომლობის შენარჩუნებას. ამებაებს ნაკლებად სურთ გაწირონ თავი არანათესავებისთვის.

უნათესავმა ამებებმა შეწყვიტეს თანამშრომლობა და ნაყოფიერი სხეულების ფორმირება. "ევოლუციური ჩიხი", - თქვა უოკერმა.

„მოხიბლული ვარ ამ შედეგით. მე ამოვიღე ყველა ეს უჯრედი საყინულედან, რათა ჩამეტარებინა გენომიკური ანალიზი - ერთი ნუკლეოტიდური პოლიმორფიზმის ანალიზი - გენეტიკური მექანიზმების დასადგენად, რამაც ამის საშუალება მისცა“, - განმარტა უოლკერმა, რომელმაც აჩვენა, რომ მან აღმოაჩინა ერთი გენი მუტაციებით უმეტეს ნაწილში. სხვადასხვა უჯრედული ხაზი - გენი, რომელსაც აშკარად გადამწყვეტი როლი აქვს ნაყოფიერების პროცესში.

ბაგებიდან დაწყებული შლაკების აგრეგაციამდე

გენომიკაზე მიჯაჭვული უოლკერი გეგმავს გააგრძელოს ევოლუციასა და ეკოლოგიაში გენომიკის სხვადასხვა ტექნიკის გამოყენების გზები. მას აქვს შესანიშნავი უნარი ამის გასაკეთებლად მას შემდეგ, რაც ექვსი წელი გაატარა WUSM-ის იმუნოლოგიურ ლაბორატორიაში, სწავლობდა მოლეკულურ ბიოლოგიას და მოიპოვა დოქტორის ხარისხი ეკოლოგიაში არკანზასის უნივერსიტეტში.

უოკერი ხეს ეხუტება
იოსემიტი

მაგრამ მისი მოგზაურობა იქ, სადაც ის დღეს არის, არ იყო ისეთი გლუვი, როგორც ეს ქაღალდზე ჩანს. უოკერს, რომელსაც ეწოდა "ბუგოგოგო", რომელიც იზრდებოდა ღია ცის ქვეშ სიყვარულის გამო და ყველაფერი ბოროტების გამო, წარმოდგენა არ ჰქონდა, რომ შეძლებდა ამ ვნების გადაყვანას კარიერულ გზაზე.

”მე არაფერი ვიცოდი მაგისტრატურის შესახებ. ბავშვობაში არასდროს მქონია შეხება მეცნიერებთან, განსაკუთრებით კი არა ქალებთან. მე არასოდეს მიფიქრია კვლევის შესაძლებლობაზე“, - თქვა უოკერმა.

WashU-ში გატარებული დრო - ჯერ როგორც WUSM-ის ლაბორატორიის მენეჯერი, შემდეგ კი როგორც მოხალისე ბიოლოგიის განყოფილებაში - უოლკერს გააცნო ქალი მეცნიერები და ეკოლოგიაში სამეცნიერო კვლევების გაკეთების შესაძლებლობები.

„მივხვდი, რომ ჩემნაირი ადამიანებისთვის იყო კარიერული გზა, რომლებიც შეყვარებულნი არიან ბუჩქების, ლორწოვანის ობის და სოკოების მიმართ“, - თქვა უოკერმა, რომელმაც დაასრულა დოქტორანტურა დოქტორ სტივენ სტეფენსონის ლაბორატორიაში არკანზასის უნივერსიტეტში. მან შეისწავლა ლორწოვანი ობის სხვა ჯგუფი, სახელად მიქსომიცეტები, რომლებიც ცხოვრობენ ნიადაგში, როგორც ბაქტერიების მტაცებლები და ჰკითხა, თუ როგორ მოქმედებს მათზე საკვები ნივთიერებების შეზღუდვა ტროპიკულ ტყეებში.

როგორც კურსდამთავრებულმა, უოკერმა მოიწვია ჯოან სტრასმანი, ჩარლზ რებსტოკის ბიოლოგიის პროფესორი ხელოვნებასა და მეცნიერებაში, როგორც მოწვეული სპიკერი სემინარის ჩასატარებლად. როდესაც სამუშაო ადგილი გაიხსნა Strassmann/Queller-ის კვლევით ჯგუფში, უოკერი არა მხოლოდ აღფრთოვანებული იყო კვლევის შესაძლებლობით, არამედ ბედნიერი იყო, როგორც მისურის მკვიდრი, სახლში დაბრუნებით.

ამ დღეებში, როცა ის ლაბორატორიაში არ არის, ლაშქრობებზე აოცებს ბუნების ყველა ნივთს, მათ შორის ბაგეებს - ისევე, როგორც ბავშვობაში.


სლაიმის ფორმები

ოტანჯელო

სლაიმის ფორმები

https://en.wikipedia.org/wiki/Slime_mold
Slime mold ან slime mold არის არაფორმალური სახელწოდება, რომელიც მიენიჭება რამდენიმე სახის დაუკავშირებელ ევკარიოტულ ორგანიზმებს, რომლებსაც შეუძლიათ თავისუფლად იცხოვრონ როგორც ცალკეული უჯრედები, მაგრამ შეუძლიათ ერთად შეკრიბონ მრავალუჯრედიანი რეპროდუქციული სტრუქტურების შესაქმნელად. ლორწოვანი ლაქები ადრე კლასიფიცირდება როგორც სოკოები, მაგრამ აღარ განიხილება ამ სამეფოს ნაწილად, თუმცა არ არის დაკავშირებული ერთმანეთთან, ისინი მაინც ზოგჯერ ჯგუფდებიან მოხერხებულობისთვის პარაფილეტურ ჯგუფში, რომელსაც მოიხსენიებენ როგორც სამეფო Protista.

ლორწოვანი ყალიბები ეკოლოგიურ როლს ასრულებენ სოკოების მსგავსად. პროტოზოები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ნიადაგის ნაყოფიერებაში.

http://creationwiki.org/Slime_mold
ლორწოვანი ყალიბები შეიძლება ეხებოდეს სხვადასხვა და საკამათო კლასიფიკაციის რამდენიმე ჯგუფს. მათ აქვთ გარკვეული მახასიათებლები სოკოების, მცენარეების და ცხოველების მსგავსი. მათი გამრავლება მოიცავს სოკოების და ზოგიერთი მცენარის მსგავსი სპორების გამომუშავებას, მაგრამ, ცხოველების მსგავსად, ლორწოვანი ფორმები მოძრაობენ (თუმცა ძალიან ნელა) და ჭამს მათ საკვებს. ეს საოცარი ორგანიზმები თითქმის ყველგან გვხვდება და მათი სასიცოცხლო ციკლის რეპროდუქციული ან ნაყოფიერების ფაზა, როდესაც დელიკატურად და ხშირად ლამაზად შეფერილი სპორანგია ყალიბდება, ყველაზე ხშირად შეინიშნება. კიდევ ერთი საოცარი თვისება, რომელსაც ფლობს პლაზმოდიური ლორწოვანი ყალიბები, არის ის, რომ ისინი ყველაზე დიდი ერთუჯრედიანი ორგანიზმები არიან. Physarum polycephalum, მაგალითად, შეიძლება გაიზარდოს 20 სმ დიამეტრის ზომამდე, მაგრამ ის მაინც ერთუჯრედიანია. ლორწოვანი ლაქები შეიძლება ნახოთ ტყეებსა და ბაღებში მთელს მსოფლიოში და გვხვდება ყველგან, სადაც ორგანული ნივთიერებები დაშლილია, მაგალითად, დამპალ ხესა და ფოთლებზე. ზოგადად, ლორწოვანი ყალიბები იყოფა ორ ჯგუფად: პლაზმოდიური ან ნამდვილი ლორწოვანი ფორმები და ფიჭური ლორწოვანი ფორმები.

შეუძლია თუ არა ლორწოვან ყალიბებს აზროვნება? კომპიუტერული მეცნიერები ამბობენ, რომ შესაძლოა
https://uncommondescent.com/mind/can-slime-molds-think-computer-scientists-say-maybe/

როგორ განაახლებს ინტელექტს უტვინო ლორწოს ფორმები
ერთუჯრედიან ამებაებს შეუძლიათ დაიმახსოვრონ, მიიღონ გადაწყვეტილებები და განიცადონ ცვლილებები, მოუწოდებენ მეცნიერებს გადახედონ ინტელექტუალურ ქცევას.
http://www.nature.com/news/how-brainless-slime-molds-redefine-intelligence-1.11811

"სოკო", რომელიც "დადის"
http://creation.com/the-fungus-that-walks

შეიძლება თუ არა ევოლუციის პასუხების პოვნა სლაიმში?
http://www.nytimes.com/2011/10/04/science/04slime.html

აგრეგატიული მრავალუჯრედულობის და უჯრედ-უჯრედული კომუნიკაციის ევოლუცია დიქტოსტელიაში
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283615004532

შლამს, რომელსაც შეუძლია ლაბირინთში „იფიქროს“, შეიძლება თავდაყირა დაამყაროს ჩვენი იდეა ინტელექტის შესახებ
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2079394/Slime-think-way-maze-turn-idea-intelligence-upside-down.html?ito=feeds-newsxml

ყალიბი ავლენს ინტელექტის ნაკლებად სავარაუდო ნიშნებს. როგორც ჩანს, ობის კოლონიებს შეუძლიათ საკუთარი თავის „ორგანიზება“ ისე, რომ ლაბირინთში საკვების საპოვნელად ყველაზე პირდაპირ მარშრუტს ატარებენ და ამავე დროს აარიდებენ ზიანს სინათლისგან. როგორც ჩანს, ყალიბს შეუძლია „დაიმახსოვროს“ საფრთხეები და თავიდან აიცილოს ისინი. ეს არის ამოცანა, რომელიც აღემატება მრავალი მოწინავე კომპიუტერისა და პროგრამული პაკეტის შესაძლებლობებს - და „ინფორმაციის დამუშავების“ დონეს, რომელსაც უმეტეს ჩვენგანს არ სჯერა, რომ ერთუჯრედიანი ორგანიზმი შეძლებს. ტოშიიუკი ნაკაგაკიმ, მომავლის უნივერსიტეტის ჰაკოდატემ განუცხადა AFP-ს: „უბრალო არსებებს შეუძლიათ გარკვეული სახის რთული თავსატეხების ამოხსნა. თუ გსურთ ყურადღება გაამახვილოთ ინტელექტის არსიზე, ამ მარტივი არსებების გამოყენება უფრო ადვილია.' ლორწოვანი ყალიბები არ არის ინტელექტუალური, როგორც ჩვენ გვესმის, მაგრამ მოქნილი რეაგირებით სტრესებზე, როგორიცაა სინათლე და ადაპტაციით, მათ შეუძლიათ გადაჭრას ნავიგაციის პრობლემები, რომლებიც აბრკოლებს კომპიუტერებს. როგორც ჩანს, ობის უჯრედები მოქმედებენ როგორც "ქსელი", რომელსაც შეუძლია დაიმახსოვროს, როდესაც განიცდიან სტრესს და საფრთხეს და ადაპტირებენ. ეს პრიმიტიული ქსელები შეიძლება იყოს ბიოლოგიური კომპიუტერების ახალი თაობის შექმნის გასაღები, ამბობენ მკვლევარები.

ჭკვიანი, მაგრამ სულელი: იკვლევს უტვინო ინტელექტის საიდუმლოებებს
https://www.newscientist.com/article/mg23531340-700-smart-but-dumb-probing-the-mysteries-of-brainless-intelligence/

ლოკოკინებმა, მედუზებმა და ვარსკვლავებმა გვასწავლეს, რომ ტვინი არ გჭირდებათ სწავლისთვის. ეს ერთი შეხედვით უბრალო არსებები არიან უნარიანი შემსწავლელები, მიუხედავად იმისა, რომ სრულიად უტვინოები არიან. ალბათ ეს არ არის დიდი სიურპრიზი. ყოველივე ამის შემდეგ, ისე არ არის, თითქოს მათ აკლიათ ნერვული უჯრედები. მკაცრად რომ ვთქვათ, ეს არის ნეირონები, რომლებიც საშუალებას აძლევს სწავლას - მათი ნეირონები უბრალოდ გავრცელებულია, ვიდრე შეფუთული ცენტრალიზებულ პაკეტებში.

მაგრამ რა მოხდება, თუ ნეირონებს წაართმევთ?

დედამიწაზე სიცოცხლის ფორმებს არ გააჩნიათ ნეირონები, მაგრამ ისინი ხშირად ახერხებენ რთული გზებით ქცევას. ადრე, ჩვენ ამას ცარცით ვაყენებდით თაობების განმავლობაში დახვეწილ თანდაყოლილ პასუხებამდე, მაგრამ უკვე იწყება ისე გამოიყურება, თითქოს ზოგიერთ ამ თავმდაბალ არანერვულ ორგანიზმს შეუძლია რეალურად ისწავლოს. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთმა მეცნიერმა თავი დააღწია, სხვები დაკავებულნი არიან იმის გამოკვლევით, თუ როგორ შეუძლია ამ უნარს შესთავაზოს ახალი მიდგომები დაავადებებთან ბრძოლისა და ინტელექტუალური მანქანების შესაქმნელად.

აიღეთ სლაიმის ფორმა. რა თქმა უნდა ჭკვიანურად არ გამოიყურება. ეს უჩვეულო არსება, რომელიც არ არის მცენარე, ცხოველი ან სოკო, ხშირად წააგავს იატაკზე დავარდნილ ლიმონის ხაჭოს გლობუსს. სინამდვილეში, ეს მანიფესტაცია მხოლოდ ერთი ეტაპია ლორწოვანი გარსის ცხოვრებაში, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც მრავალი ცალკეული უჯრედი, თითოეულს თავისი განსხვავებული დნმ-ით, ერწყმის და ერწყმის. წარმოქმნილი ყვითელი ლაქა შეიძლება გაიზარდოს რამდენიმე კვადრატულ მეტრამდე და არის მხოლოდ ერთი უზარმაზარი უჯრედი, რომელიც შეიცავს ათასობით ბირთვს.

ბუნებაში, ლორწოვანი ყალიბი ეყრდნობა ქიმიურ რეცეპტორებს მის ზედაპირზე, რათა იგრძნოს ნივთიერებები მის გზაზე, როდესაც ის ტყის ფსკერის გასწვრივ ცოცავს. თუ მას რაღაც მიმზიდველი, როგორიცაა საკვები, სუნთქვა ექნება, ის სწრაფად პულსირებს და მიუახლოვდება წყაროს.

Slime mold იყენებს ექსტერნალიზებულ სივრცულ „მეხსიერებას“ რთულ გარემოში ნავიგაციისთვის
http://sci-hub.cc/10.1073/pnas.1215037109
სივრცითი მეხსიერება აძლიერებს ორგანიზმის ნავიგაციის უნარს. მეხსიერება ჩვეულებრივ ტვინშია, მაგრამ რა მოხდება, თუ ორგანიზმს ტვინი არ აქვს? ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ უტვინო ლორწოვანი ყალიბი Physarum polycephalum აყალიბებს სივრცითი მეხსიერების ფორმას, თავიდან აცილების მიზნით, რომელიც მანამდე გამოიკვლია. ეს მექანიზმი ლორწოვან ყალიბს საშუალებას აძლევს გადაჭრას U- ფორმის ხაფანგის პრობლემა - ავტონომიური ნავიგაციის უნარის კლასიკური ტესტი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება რობოტიკაში - მოითხოვს, რომ ლორწოს ფორმა მიაღწიოს ქიმიომიმზიდველ მიზანს U- ფორმის ბარიერის მიღმა. ხაფანგში ჩავარდნილი ორგანიზმი უნდა დაეყრდნოს სხვა მეთოდებს, გარდა გრადიენტის მიყოლისა, რათა გაექცეს და მიაღწიოს მიზანს. ჩვენი მონაცემები აჩვენებს, რომ სივრცითი მეხსიერება აძლიერებს ორგანიზმის უნარს ნავიგაცია რთულ გარემოში. ჩვენ გთავაზობთ არანეირონულ ორგანიზმში სივრცითი მეხსიერების სისტემის უნიკალურ დემონსტრირებას, რომელიც მხარს უჭერს თეორიას, რომ ექსტერნალიზებული სივრცითი მეხსიერება შეიძლება იყოს უმაღლესი ორგანიზმების შიდა მეხსიერების ფუნქციური წინამორბედი.

გენეტიკა: სექსი და სოციალური ლორწოვანი გარსი
http://sci-hub.cc/10.1126/science.1197423
სოციალურ ამება Dictyostelium discoideum-ს აქვს სამი განსხვავებული სქესი - ერთი სქესის წარმომადგენლები, ან "შეჯვარებადი ტიპი", შეუძლიათ შერწყმა რომელიმე დანარჩენ ორთან და შექმნან გიგანტური, მიძინებული ცისტები.

ლორწოვანი ობის მოძრაობა

ი) cAMP ტალღის გავრცელება და ქიმიოტაქსია

In დიქტოსტელიუმი, აგრეგაცია ხდება ქიმიოტაქსის გზით პერიოდულად ციკლური AMP (cAMP) აგრეგაციის ცენტრიდან გამოთავისუფლებული სიგნალები, რომლებიც ტალღების სახით ვრცელდება. ციკლური AMP ან ციკლური ადენოზინის მონოფოსფატი არის ციკლური მოლეკულა, რომელიც მიღებულია ATP-დან (ადენოზინის ტრიფოსფატი). უჯრედები ქიმიოტაქტიკურად მოძრაობენ cAMP კონცენტრაციის გაზრდისკენ, რაც იწვევს აგრეგაციის ნაკადებს და მრავალუჯრედოვან აგრეგატებს.

1. cAMP გამოვლენილია ა მაღალი აფინურობის რეცეპტორი, cAR1
2. რომელიც cAMP-ის შეკავშირებისას წყვილდება ჰეტერო-ტრიმერულ G ცილასთან
3. რომელიც ათავისუფლებს ბგ კომპლექსს
4. რომელიც იზიდავს ციტოზოლური cAMP რეგულატორის (CRAC) მემბრანას
5. რომელიც შემდეგ ააქტიურებს ადენილილის (ადენილის ან ადენილატის) ციკლიზს
6. იწვევს cAMP სინთეზს
7. cAMP გამოიყოფა და კვლავ აკავშირებს რეცეპტორს - ავტოკალიზური უკუკავშირი
8. cAMP-ის დაკავშირება რეცეპტორთან იწვევს დესენსიბილიზაციას
9. cAMP იშლება უჯრედშორისად ფოსფოდიესთერაზებით, რაც იწვევს რეცეპტორის ხელახლა მგრძნობელობას.

შედეგები არის cAMP-ის პერიოდული რხევები. უჯრედები, რომლებიც განიცდიან ქიმიოტაქსიას, წაგრძელებულია. ტალღები შეიძლება გამოჩნდეს გაფართოების სპირალების ან კონცენტრული რგოლის ტალღების სახით (როგორც პროგნოზირებულია მათემატიკური მოდელები რეაქცია-დიფუზიის განტოლებების გამოყენებით). უჯრედების დაგროვება აჩქარებს ტალღების გავრცელებას. ეს ლოკალურად ამახინჯებს ტალღის ფრონტს, რაც იწვევს ორმხრივი აგრეგაციის ნაკადების წარმოქმნას - ეს არის მიგრირებადი უჯრედების განშტოებული ნაკადები, რომლებიც იყრიან თავს ცენტრალურ პოზიციაზე. საბოლოოდ უჯრედების გროვა ვითარდება ცენტრში, სადაც უჯრედები გროვდება.

ამგვარად, მიგრირებადი უჯრედები გამოყოფენ cAMP-ს, რომელსაც სხვა მიგრირებადი უჯრედები აღიქვამენ cAR1 რეცეპტორთან შეერთებით (გამოხატული ადრეული განვითარების დროს), რომელიც ამგვარად სტიმულირდება სინთეზისთვის და გამოიყოფა მეტი cAMP სიგნალის სხვა უჯრედებისთვის გადასაცემად. ეს აყალიბებს cAMP-ის პერიოდულ პულსებს ან ტალღებს, რომლებიც იყურებიან nM კონცენტრაციების დიაპაზონში და ასხივებენ აგრეგაციის ცენტრიდან, სადაც უჯრედები იკრიბებიან. (ასეთი ცენტრი შეიქმნება მას შემდეგ, რაც რამდენიმე უჯრედი ერთმანეთთან ახლოს იქნება). cAMP-ის შეერთება რეცეპტორთან ასტიმულირებს როგორც ადენილილ ციკლაზას, ასევე გუანილილ ციკლაზას. ადენილილ ციკლაზა არ არის აუცილებელი ქიმიოტაქსისთვის, მაგრამ აუცილებელია აგრეგაციისთვის. გუანილილ ციკლაზა აუცილებელია ქიმიოტაქსისთვის. არსებობს რამდენიმე cAR რეცეპტორი (cAR1-დან cAR4-მდე), მაგრამ cAR1 არის მაღალი აფინურობის რეცეპტორი აქტიური ადრეულ პერიოდში.

ადენილილ ციკლაზა არის მემბრანის ცილა 12 მემბრანული ხვეულით და რამდენიმე რეგიონით, რომელიც ვრცელდება მემბრანის ქვემოთ ციტოზოლში, მოიცავს კატალიზურ ადგილს, სადაც ATP აკავშირებს და გარდაიქმნება cAMP-ად. ადენილილ ციკლაზა რეგულირდება G პროტეინებით, როგორც მასტიმულირებელი (Gs) და ინჰიბიტორული (Gi). Guanylyl cyclase აწარმოებს ციკლურ გუნაინის მონოფოსფატს, cGMP.

პერიოდული cAMP სიგნალების დაძაბულობის სპეციფიკური შაბლონები გვხვდება ბორცვში. ზოგიერთი ბორცვი ორგანიზებულია ერთი კონცენტრული რგოლის კარდიოსტიმულატორით, რამდენიმე კონცენტრული რგოლის კარდიოსტიმულატორით, ან 1,2,3,5 ან მრავალხელიანი სპირალებით. ეს ნიმუშები შეიძლება შეიცვალოს. თავდაპირველად ტალღები სწრაფად ვრცელდება დაბალ სიხშირეზე, მოგვიანებით სიხშირე იზრდება, ხოლო სიჩქარე მცირდება. ყველა ეს ნიმუში საბოლოოდ წარმოქმნის წვერს, რომელიც ამოდის ბორცვის ზემოდან. ტალღის შაბლონებში განსხვავებები და ცვლილებები შეიძლება გამოწვეული იყოს cAMP წარმოების სიჩქარისა და cAMP-ის მიმართ მგრძნობელობის ცვლილებით (მაგ. cAR1-დან გადართვა ნაკლებად მგრძნობიარე cAR2 და cAR3 რეცეპტორებზე).

Prestalk (pst) და presspore (psp) უჯრედები გადასცემს სიგნალს. Prestalk უჯრედები თავდაპირველად წარმოიქმნება შემთხვევით პოზიციებზე ბორცვის შიგნით. Prestalk უჯრედები აბრუნებენ cAMP-ს უფრო სწრაფად და აქვთ დაბალი აფინურობის cAR2 რეცეპტორი, რაც მათ საშუალებას აძლევს გადასცენ cAMP სიგნალი მაღალ ამპლიტუდაზე. შედეგი არის წინამორბედი უჯრედების დაგროვება წვერში, რომელიც ამგვარად ხდება სიგნალის გამომუშავების ერთადერთი ცენტრი. პრესპორული უჯრედები გამოხატავს cAR3. ამ გადასვლის დროს უჯრედების ლოკალიზებულმა ჯგუფებმა შეიძლება შექმნან სხვა ცენტრები, მაგრამ საბოლოოდ მხოლოდ წვერის ცენტრი გადარჩება. cAMP-ის პერიოდული მიკროინექცია ბორცვებში ეწინააღმდეგება ენდოგენურ სიგნალს და არღვევს ბორცვის წარმოქმნას. დეტალები უფრო რთულია, წინამორბედი ტიპის A (pstA) უჯრედები გროვდება წვერში და წინამორბედი ტიპის B (pstB) უჯრედები გროვდება ბორცვის ძირში, ორივე ეს ტიპი თავდაპირველად წარმოიქმნება ბორცვში შემთხვევით პოზიციებზე. ტიპის pstA უჯრედები გამოხატავს ecmA მარკერებს, pstB უჯრედები გამოხატავს ecmB. EcmA და EcmB არის უჯრედგარე მატრიქსის ცილები.

iii) უჯრედების მოძრაობა ბორცვებში

უჯრედის მოძრაობა მიმართულია ტალღის გავრცელების მიმართულების საწინააღმდეგო პარალელურად. უჯრედების მიგრაციის სხვადასხვა შაბლონები სპეციფიკურია შტამისთვის. სპირალებში უჯრედის მოძრაობა არის საწინააღმდეგო ბრუნვით და უჯრედის მოძრაობა რამდენჯერმე უფრო სწრაფია, ვიდრე კონცენტრული რგოლების შაბლონებში, სადაც უჯრედები შეიძლება პერიოდულად სტაციონარული იყოს.

AX3 შტამში უჯრედის სიჩქარე არის 10 მიკრომეტრი/წთ აგრეგაციის დროს, 50 მიკრომეტრი/წთ ბორცვის ფორმირებისას. უჯრედის სიჩქარე ოდნავ იზრდება, როდესაც უჯრედები შედიან აგრეგაციის ნაკადებში. აგრეგაციის ცენტრში მოძრაობა შენელდება და დროებით უწესრიგო ხდება. უჯრედის მოძრაობა მაშინ მოულოდნელად იზრდება სიჩქარე და ხდება უაღრესად მოწესრიგებული და ძლიერად ბრუნვა. მოძრაობა ისევ ნელდება წვერის ფორმირების დროს. ამ პროცესების რეგულირება შეიძლება გამოწვეული იყოს cAMP რეცეპტორის ექსპრესიის ცვლილებებით, ციტოჩონჩხის ცვლილებებით, უჯრედის ადჰეზიით და უჯრედ-მატრიქსის ურთიერთქმედებით?

iv) წვერის ფორმირება

ამები დიფერენცირებულია ორ ძირითად უჯრედად: წინამორბედი (pst) და პრესპორული (psp) უჯრედები. წინამორბედი უჯრედები დიფერენცირდებიან და დალაგდებიან, რათა ქმნიან წვეროს ბორცვის თავზე (pstA უჯრედები ძალიან წვერზე, რასაც მოჰყვება pstO უჯრედები). ბორცვი ვრცელდება ჰაერში და იკუმშება ძირში. უჯრედის მოძრაობა წვერში, როგორც ჩანს, ყოველთვის ბრუნვითია. პერიოდი მოულოდნელად იზრდება 2 წუთიდან 4 წუთამდე (CAR1-დან cAR2-ზე გადასვლა?). წვერის ფორმირება დამოკიდებულია cAMP-ზე. დაბალი აფინურობის რეცეპტორებმა შეიძლება მისცეს პრესპორულ უჯრედებს შემდგომი რეაგირება cAMP გრადიენტებზე, როდესაც პრესპორული უჯრედები ადაპტირებულია. წინამორბედი უჯრედები ასევე უფრო სწრაფად მოძრაობენ და ნაკლებად წებოვანია, რამაც შეიძლება ხელი შეუწყოს უჯრედის მასის ცენტრში მიგრაციას.

ქ) დაკავება ბორცვის სტადიაში

მტკიცებულებები მიუთითებენ, რომ ბორცვის ზევით მოძრაობას ესაჭიროება მაღალი მამოძრავებელი ძალა, რომელიც მოიცავს როგორც აქტინს, ასევე მიოსინს. აქტინისა და მიოზინის დეფექტების მქონე მუტანტები ვერ ახერხებენ ბორცვის სტადიის გავლას და კულმინაციას. წინამორბედი უჯრედები განიცდიან ბრუნვის მიგრაციას, ხოლო ბორცვის ძირში არსებული უჯრედები განიცდიან პერიოდულ მოძრაობას ზემოთ. წვერი იკუმშება და ბორცვი წაგრძელდება, რათა წარმოიქმნას მდგომი შლაპა ან გრექსი. გრექსი საბოლოოდ ხდება არასტაბილური და იშლება. In Acytostelium leptosomum რამდენიმე გრექსი ჩვეულებრივ იქმნება ერთი აგრეგაციის ცენტრიდან.

დიფერენციაცია და მორფოგენეზი დიქტიოსტელიუმში: უჯრედის ადჰეზია

დიქტოსტელიუმის სასიცოცხლო ციკლი

მრავალუჯრედიანი ორგანიზაციის კიდევ ერთი სახეობა გამომდინარეობს ერთუჯრედიანი ორგანიზმები გვხვდება Dictyostelium discoideum-ში.* ამ მომხიბლავი ორგანიზმის სასიცოცხლო ციკლი ილუსტრირებულია ქვემოთ.

თავის ასექსუალურ ციკლში მარტოხელა ჰაპლოიდური ამებაები (ე.წ. myxamoebae ან "სოციალური ამებაები" რათა განვასხვავოთ ისინი ამებაების სახეობებისგან, რომლებიც ყოველთვის მარტოხელა რჩებიან) ცხოვრობენ დაშლილ მორებზე, ჭამენ ბაქტერიებს და მრავლდებიან ორობითი დაშლის გზით. როდესაც მათ ამოწურეს საკვების მარაგი, ათიათასობით ეს მიქსამოება ერთიანდება და ქმნის უჯრედების მოძრავ ნაკადებს, რომლებიც იყრიან თავს ცენტრალურ წერტილში. აქ ისინი გროვდებიან ერთმანეთზე, რათა წარმოქმნან კონუსური ბორცვი, რომელსაც ეწოდება მჭიდრო აგრეგატი. შემდგომში, წვერი ჩნდება ამ ბორცვის თავზე და მჭიდრო აგრეგატი იხრება, რათა წარმოქმნას მიგრირებადი შლაპა (წვერით წინა მხარეს). შლაპა (ხშირად მიენიჭება ფსევდოპლაზმოდიუმის ან გრექსის უფრო ღირსეული სახელწოდება) ჩვეულებრივ 2 4 მმ სიგრძისაა და მოქცეულია ლორწოვან გარსში. გრექსი იწყებს მიგრაციას (თუ გარემო ბნელი და ტენიანია) მისი წინა წვერით ოდნავ აწეული. როდესაც ის მიაღწევს განათებულ ზონას, მიგრაცია წყდება და გრექსი დიფერენცირდება ნაყოფიერ სხეულად, რომელიც შედგება სპორების უჯრედებისა და ყუნწისგან. წინა უჯრედები, რომლებიც წარმოადგენს მთლიანი უჯრედული პოპულაციის 15 20%-ს, ქმნიან მილის ღეროს. ეს პროცესი იწყება, როდესაც ზოგიერთი ცენტრალური წინა უჯრედები, წინამორბედი უჯრედები, იწყებენ უჯრედგარე საფარის გამოყოფას და მილის გაფართოებას გრექსის გავლით. როდესაც წინამორბედი უჯრედები დიფერენცირდებიან, ისინი ქმნიან ვაკუოლებს და ფართოვდებიან, ამაღლებენ პრესპორული უჯრედების მასას, რომლებიც შეადგენდნენ გრექსის უკანა ოთხ მეხუთედს (Jermyn and Williams 1991). ყუნწის უჯრედები იღუპებიან, მაგრამ ღეროზე ამაღლებული პრესპორული უჯრედები სპორულ უჯრედებად იქცევა. ეს სპორული უჯრედები იშლება და თითოეული ხდება ახალი მიქსამოება. გარდა ამ ასექსუალური ციკლისა, დიქტიოსტელიუმში სექსის შესაძლებლობა არსებობს. ორი myxamoebae-ს შეუძლია შერწყმა შექმნას გიგანტური უჯრედი, რომელიც შლის აგრეგატის ყველა სხვა უჯრედს. როცა ყველა მეზობელს შეჭამს, სქელ კედელში იქცევა და გაივლის მეიოზურ და მიტოზურ დაყოფას, საბოლოოდ, ახალი მიქსამოები განთავისუფლდებიან. დიქტიოსტელიუმი მშვენიერი ექსპერიმენტული ორგანიზმი იყო განვითარების ბიოლოგებისთვის, რადგან თავდაპირველად იდენტური უჯრედები დიფერენცირებულია უჯრედის ორ ალტერნატიულ ტიპად, სპორად და ღეროში. ის ასევე არის ორგანიზმი, სადაც ცალკეული უჯრედები ერთიანდებიან და ქმნიან შეკრულ სტრუქტურას, რომელიც შედგება უჯრედების დიფერენცირებული ტიპებისგან, უფრო რთულ ორგანიზმებში ქსოვილის წარმოქმნის მსგავსი. ათასობით myxamoebae-ის გაერთიანება ერთ ორგანიზმში არის ორგანიზაციის წარმოუდგენელი მიღწევა, რომელიც იწვევს ექსპერიმენტებს ჩართული მექანიზმების შესახებ კითხვებზე პასუხის გასაცემად.

უჯრედის ადჰეზიის მოლეკულები დიქტოსტელიუმში

როგორ ერწყმის ცალკეული უჯრედები შეკრული ორგანიზმის შესაქმნელად? ეს არის იგივე პრობლემა, რასაც ემბრიონის უჯრედები აწყდებიან, და გამოსავალი, რომელიც წარმოიშვა პროტისტებში, იგივეა, რაც გამოიყენება ემბრიონების მიერ: განვითარების რეგულირებადი უჯრედის ადჰეზიის მოლეკულები.

ბაქტერიებზე მიტოტური ზრდისას, დიქტიოსტეიუმის უჯრედები არ ეკვრის ერთმანეთს. თუმცა, როგორც კი უჯრედების გაყოფა შეჩერდება, უჯრედები სულ უფრო მეტად წებოვანი ხდება და აღწევს მაქსიმალურ შეკრულობის პლატოს შიმშილიდან დაახლოებით 8 საათის შემდეგ. უჯრედის უჯრედის საწყისი ადჰეზია შუამავლობს 24,000-Da (24-kDa) გლიკოპროტეინით, რომელიც არ არის მიქსამებებში, მაგრამ ჩნდება გაყოფის შეწყვეტისთანავე (Knecht et al. 1987 Loomis 1988). ეს ცილა სინთეზირდება ახლად გადაწერილი mRNA-დან და ლოკალიზებულია მიქსამოების უჯრედულ მემბრანებში. თუ მიქსამოები მკურნალობენ ანტისხეულებით, რომლებიც აკავშირებენ და ნიღბავს ამ ცილას, ისინი ერთმანეთს არ ეკვრება და შემდგომი განვითარება წყდება.

როგორც კი ეს საწყისი აგრეგაცია მოხდება, ის სტაბილიზდება მეორე უჯრედის ადჰეზიური მოლეკულით. ეს 80 kDa გლიკოპროტეინი ასევე სინთეზირდება აგრეგაციის ფაზაში. თუ ის დეფექტურია ან არ არის უჯრედებში, წარმოიქმნება პატარა შლაკები და მათი ნაყოფიერი სხეულები ნორმალური ზომის მხოლოდ ერთი მესამედი იქნება. ამრიგად, მეორე უჯრედის ადჰეზიის სისტემა, როგორც ჩანს, საჭიროა უჯრედების საკმარისად დიდი რაოდენობის შესანარჩუნებლად დიდი ხილის სხეულების ფორმირებისთვის (Müller and Gerisch 1978 Loomis 1988). გარდა ამისა, მესამე უჯრედის ადჰეზიური სისტემა აქტიურდება გვიან განვითარებაში, ხოლო შლაკი მიგრირებს. როგორც ჩანს, ეს ცილა მნიშვნელოვანია წინამორბედი უჯრედების გადაადგილებისას ბორცვის მწვერვალზე (Ginger et al. 1998). ამრიგად, Dictyostelium-მა განავითარა უჯრედ-უჯრედული ადჰეზიის სამი განვითარებით რეგულირებული სისტემა, რომლებიც აუცილებელია ცალკეული უჯრედების მორფოგენეზისთვის თანმიმდევრულ ორგანიზმში. როგორც დავინახავთ, მეტაზოური უჯრედები ასევე იყენებენ უჯრედის ადჰეზიის მოლეკულებს ემბრიონის ქსოვილებისა და ორგანოების შესაქმნელად.

Dictyostelium არის "ნაწილობრივი დროით მრავალუჯრედიანი ორგანიზმი", რომელიც არ ქმნის უჯრედების ბევრ ტიპს (Kay et al. 1989), და უფრო რთული მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები არ წარმოიქმნება ადრე დამოუკიდებელი უჯრედების აგრეგაციის შედეგად. მიუხედავად ამისა, ამ "მარტივი" ორგანიზმის მიერ დემონსტრირებული განვითარების მრავალი პრინციპი ასევე ჩნდება უფრო რთული ფილას ემბრიონებში (იხ. Loomis and Insall 1999). ცალკეული უჯრედების უნარი შეიგრძნონ ქიმიური გრადიენტი (როგორც myxamoeba-ს რეაქცია cAMP-ზე) ძალზე მნიშვნელოვანია უჯრედების მიგრაციისა და მორფოგენეზისთვის ცხოველთა განვითარების დროს. უფრო მეტიც, უჯრედის ზედაპირის ცილების როლი უჯრედების შეკრულობაში ჩანს მთელ ცხოველთა სამეფოში და დიფერენციაციის გამომწვევი მოლეკულები იწყებენ იზოლირებას მეტაზოურ ორგანიზმებში.

დიფერენციაცია დიქტოსტელიუმში

დიფერენცირება ღეროს ან სპორის უჯრედად ასახავს ემბრიოგენეზის სხვა ძირითად ფენომენს: უჯრედის მიერ განვითარების გზის შერჩევას. უჯრედები ხშირად ირჩევენ განვითარების კონკრეტულ ბედს, როდესაც ალტერნატივა არსებობს. მაგალითად, ხერხემლიან ემბრიონის კონკრეტული უჯრედი შეიძლება გახდეს კანის ეპიდერმული უჯრედი ან ნეირონი. Dictyostelium-ში ჩვენ ვხედავთ მარტივ დიქოტომიურ გადაწყვეტილებას, რადგან შესაძლებელია მხოლოდ ორი ტიპის უჯრედი. როგორ ხდება, რომ მოცემული უჯრედი ხდება ღეროს ან სპორის უჯრედი? მიუხედავად იმისა, რომ დეტალები ბოლომდე არ არის ცნობილი, უჯრედის ბედი, როგორც ჩანს, რეგულირდება გარკვეული დიფუზიური მოლეკულებით. ორი ძირითადი კანდიდატია დიფერენციაციის გამომწვევი ფაქტორი (DIF) და cAMP. როგორც ჩანს, DIF აუცილებელია ღეროვანი უჯრედების დიფერენციაციისთვის. ეს ფაქტორი, ისევე როგორც ვოლვოქსის სქესის გამომწვევი ფაქტორი, ეფექტურია ძალიან დაბალ კონცენტრაციებში (10-10 მ) და ვოლვოქსის პროტეინის მსგავსად, როგორც ჩანს, იწვევს უჯრედების გარკვეულ ტიპს დიფერენციაციას. როდესაც ემატება იზოლირებულ მიქსამებს ან თუნდაც პრესპორულ (უკანა) უჯრედებს, ეს იწვევს მათ ღეროვანი უჯრედების წარმოქმნას. ამ დაბალმოლეკულური წონის ლიპიდის სინთეზი გენეტიკურად რეგულირდება, რადგან არსებობს Dictyostelium-ის მუტანტური შტამები, რომლებიც ქმნიან მხოლოდ სპორების წინამორბედებს და არ ღეროვანი უჯრედები. როდესაც DIF ემატება ამ მუტანტულ კულტურებს, ღეროს უჯრედებს შეუძლიათ დიფერენცირება (Kay and Jermyn 1983 Morris et al. 1987) და ახალი წინაღეროს სპეციფიკური mRNAs ჩანს უჯრედის ციტოპლაზმაში (Williams et al. 1987). მიუხედავად იმისა, რომ მექანიზმები, რომლითაც DIF იწვევს გრექსის უჯრედების 20%-ს ღეროს ქსოვილად, ჯერ კიდევ საკამათოა (იხ. Early et al. 1995), DIF შეიძლება იმოქმედოს უჯრედშიდა უჯრედული ნაწილებიდან კალციუმის იონების გათავისუფლებით (Shaulsky and Loomis 1995).

მიუხედავად იმისა, რომ DIF ასტიმულირებს myxamoebae-ს, რომ გახდეს წინამორბედი უჯრედები, პრესპორული უჯრედების დიფერენციაცია, სავარაუდოდ, კონტროლდება cAMP-ის უწყვეტი პულსებით. cAMP-ის მაღალი კონცენტრაცია იწვევს პრესპორესპეციფიკური mRNA-ების გამოხატვას აგრეგირებულ მიქსამებებში. უფრო მეტიც, როდესაც შლაკები მოთავსებულია გარემოში, რომელიც შეიცავს ფერმენტს, რომელიც ანადგურებს უჯრედგარე cAMP-ს, პრესპორული უჯრედები კარგავენ დიფერენცირებულ მახასიათებლებს (სურათი 2.20 Schaap and van Driel 1985 Wang et al. 1988a,b).

ბოლოს რედაქტირდა ადმინისტრატორის მიერ პარასკევი, 2017 წლის 25 აგვისტო, 11:06 am რედაქტირებულია სულ 8-ჯერ


3 ფიზარუმი ნეირონები

ჩვენ წარმოვადგენთ ა ფიზარუმი ნეირონი ფიზიკურად ლოკალიზებული და თითქმის ყველგან იზოლირებული ლოკუსით ფიზარუმი, როგორიცაა აგარის ბლომად კოლონიზებული ფიზარუმი სურათზე 2a. აქსონებსა და დენდრიტებს შორის განსხვავება არ არის ფიზარუმი ნერვული ქსელის ანალოგური მოდელები, ამიტომ ჩვენ ვიყენებთ ზოგად ტერმინს "კავშირი" ან "გზა". კავშირი არის პროტოპლაზმური მილი, რომელიც აკავშირებს ორს ფიზარუმი ნეირონები. მაგალითი ნაჩვენებია 2a სურათზე და ძირითადი ელემენტები გაუმჯობესებულია ნახატზე 2b. The protoplasmic tube is conductive [9], propagating patterns of calcium waves, electrical potential, and peristaltic waves from one neuron to another.

An undisturbed Physarum exhibits periodic changes, or oscillations, of its surface electrical potential see the example in Figure 2b and further below. A typical normal oscillation of a surface potential has amplitude of 0.1 to 5 mV (sometimes less, depending on the location of the electrodes) and period 1–4 min [39, 41, 43]. The exact pattern of electric potential oscillations depends on the physiological state and age of the Physarum culture and the details of the experimental setup [1]. In 1939 Heilbrunn and Daugherty discovered that the peristaltic activity of protoplasmic tubes is governed by oscillations of electrical potential propagating along the tubes [35]. The exact nature of the correlation between electrical and contractile oscillation of plasmodium is still unclear there is a view that these two oscillations are governed by the same mechanism but may occur independently of each other [59].

The oscillations can be tuned by external electrical stimulation. In the example shown in Figure 3 we stimulated Physarum with triangular waveforms, frequency 0.009 Hz. Physarum oscillations were irregular before stimulation with average amplitude 0.42 mV. After ≈18 min of stimulation with the waveforms, Physarum's oscillatory activity regularized and its average amplitude almost doubled, increasing to 0.74 mV (Figure 3).

სტიმულირება Physarum neuron with triangular waveforms. The stimulating waveforms on the graph look distorted due to the low frequency of sampling during recording.

სტიმულირება Physarum neuron with triangular waveforms. The stimulating waveforms on the graph look distorted due to the low frequency of sampling during recording.

The oscillatory pattern of a single Physarum neuron is stable, apart from some possible drifts in the baseline potential due to mass transfer of the propagating Physarum. Physarum neurons linked electrically may exhibit high-amplitude spikes. An example of such very low-frequency irregular high-amplitude spikes is shown in Figure 4. Three petri dishes (a single dish is shown in Figure 2a) were connected with electrodes in series, and the potential difference was measured between the two most distant electrodes. ეს Physarum neural network shows a low amplitude of electrical potential oscillations, about 1 mV. High-amplitude spikes were observed at ≈1800 s (13.2 mV), ≈5500 s (16.9 mV), ≈11,500 s (16.7 mV), ≈1200 s (17.6 mV), ≈13,300 s (36.3 mV), ≈14,100 s (44.6 mV), and ≈17,200 s (27.2 mV).

Large-amplitude spiking activity in three pairs of Physarum blobs (Figure 2a) connected in series. Zoomed are domains of normal oscillatory activity.

Large-amplitude spiking activity in three pairs of Physarum blobs (Figure 2a) connected in series. Zoomed are domains of normal oscillatory activity.

Physarum neural networks do not have synapses represented as discrete structural elements. Synaptic-like morphological contacts could not be formed: When two pieces of Physarum are inoculated at a distance from each other, they start exploring the space around them and form branching networks of protoplasmic tubes. When two networks grown from different sites of inoculation come into contact, they usually fuse, forming a single united network. However, there is a functional analogue of synapses that is an intrinsic feature of Physarum protoplasmic tubes and makes any locus of a Physarum network a synapse. This is the memristive ქონება.

A memristor is a resistor with a memory, whose resistance depends on how much current has flowed through the device. Postulated theoretically by Chua in 1971 [25] and implemented practically by Strukov et al. [64], memristors have influenced the recent development of computing circuits [64, 70, 30] and neuromorphic architectures [60, 40, 52, 37, 27, 28].

In laboratory experiments [29] we demonstrated that protoplasmic tubes of acellular slime mold P. polycephalum show current-versus-voltage profiles consistent with memristive systems. Experimental laboratory studies show pronounced hysteresis and memristive effects exhibited by the slime mold. The memristor is an analogue of a synaptic connection [52, 23], and in fact is capable of direct emulation of the temporal dynamics of real-life synapses [38]. As a living memristor, each protoplasmic tube of Physarum is a synaptic element with memory, whose state is modified depending on its presynaptic and postsynaptic activities. As with memristors, several protoplasmic tubes in a Physarum network can form an associative memory network [52]. The synapses shown in Figure 1 correspond to protoplasmic tubes with memristive properties.


პროცედურები

This experiment takes no more than 10 minutes! It is that quick and easy.

To start off, get your container and put one tablespoon of glue in it and mix it with another tablespoon of water and a tiny drop of the food colouring. Stir it with a stick or another spoon.

In another container, put one teaspoon of borax powder and mix it with one tablespoon of water. Stir the mixture until the borax powder dissolves, creating a borax solution.

Now that your two solutions are ready, pour the borax solution into the other container, and mix it with your coloured glue mixture. Mix the two solutions together. You can do this using your hands. Notice that slime starts to form. ვოილა! You have just made your very own slime!

Now, try doing other clusters but use a different colour of food colouring. Get creative with all the colours and have some slime fun! Do not forget to place your slime inside an airtight container to prevent it from growing mould.

WARNING: Borax powder is poisonous and may cause serious problems when ingested. Make sure you wash your hands thoroughly after you perform this experiment. It would also be great if an adult is around for supervision.


QUESTION No 1 How eggs and sperms are produced? Explain in detail the mechanism of fusion of Egg and sperm in human? ANSWER: Gametogenesis is the formation.

The more conventional of the two is that the pre-eukaryotic cell ingested the bacteria after they had evolved separately. In this case, scientist believe the.

The first test involved the Mannitol Salt Agar (MSA). MSA is an example of both a selective and a differential media. It selects for halotolerant bacteria an.

Nabil Nazir N0665316 2 An Essay on the comparison and contrast of the differences between prokaryotic and eukaryotic cells. All organisms are either ca.

A macromolecule is a molecule that contains any "large number" of atoms. There are four main different categories of macromolecules that make up our body: ca.

3.4 Case Studies 3.4.1 Biofuel from GM Macro algae Hydrocarbon biofuels are produced by genetically modified seaweed which are obtained by inserting genes .

2. Sanjur OI, Piperno DR, Andres TC, Wessel-Beaver L. 2002 Phylogenetic relationships among domesticated and wild species of Cucurbita (Cucurbitaceae) inferr.

Chromosomes are thread-like structures which is positioned in the nucleus living things and is composed of protein and one molecule of deoxyribonucleic acid .

Mitosis is a form of asexual reproduction in which one diploid parent cell is divided into two identical diploid cells. On the other hand, meiosis is an exam.

The male and female reproductive systems are distinct from one another in that the male reproductive system includes mostly external organs, produces testost.


ცნობები

Bonner JT: The cellular slime molds. 1967, Princeton University Press, Second

Bonner JT, Barkley DS, Hall EM, Konijn TM, Mason JW, O'Keefe G, Wolfe PB: Acrasin, Acrasinase, and the sensitivity to acrasin in Dictyostelium discoideum. Dev Biol. 1969, 20: 72-87. 10.1016/0012-1606(69)90005-0.

De Wit RJ, Konijn TM: Identification of the acrasin of Dictyostelium minutum as a derivative of folic acid. Cell Differ. 1983, 12: 105-210.

De Wit RJ, Van Der Velden RJ, Konijn TM: Characterization of the Folic Acid C9-N1o-Cleaving Enzyme of Dictyostelium minutum V3. J ბაქტერიოლი. 1983, 154: 859-863.

Konijn TM, Barkley DS, Chang YY, Bonner JT: Cyclic AMP: a naturally occurring acrasin in the cellular slime molds. ნატა ვარ. 1968, 102: 225-233. 10.1086/282539.

Shimomura O, Suthers HLB, Bonner JT: Chemical identity of the acrasin of the cellular slime mold პოლიფონდილიუმის violaceum. Pro Natl Acad Sci USA. 1982, 79: 7376-7379. 10.1073/pnas.79.23.7376.

Van Haastert PJM, De Wit RJ, Grijpma Y, Konijn TM: Identification of a pterin as the acrasin of the cellular slime mold Dictyostelium lacteum. Proc Natl Acad Sci USA. 1982, 79: 6270-6274. 10.1073/pnas.79.20.6270.

Schaap P, Winckler T, Nelson M, Alvarez-Curto E, Elgie B, Hagiwara H, Cavender J, Milano-Curto A, Rozen DE, Dingermann T, Mutzel R, Baldauf SL: Molecular phylogeny and evolution of morphology in the social amoebas. მეცნიერება. 2006, 314: 661-663. 10.1126/science.1130670.

Van Haastert PJM, Jastorff B, Pinas JE, Konijn TM: Analogs of cyclic AMP as chemoattractants and inhibitors of დიქტოსტელიუმი chemotaxis. J ბაქტერიოლი. 1982, 149: 99-105.

Jang W, Chiem B, Gomer RH: A secreted cell number counting factor represses intracellular glucose levels to regulate group size in დიქტოსტელიუმი. ჯ ბიოლ ქიმ. 2002, 277: 39202-39208. 10.1074/jbc.M205635200.

Jang W, Gomer RH: Combining experiments and modelling to understand size regulation in Dictyostelium discoideum. J R Soc Interface. 2008, 5 (suppl1): S49-S58.

Conlon I, Raff M: Size control in animal development. უჯრედი. 1999, 96: 235-244. 10.1016/S0092-8674(00)80563-2.

Gomer RH: Not being the wrong size. Nat Rev Mol Cell Biol. 2001, 2: 48-54. 10.1038/35048058.

Soulard A, Cohen A, Hall MN: TOR signaling in invertebrates. Current Opinion Cell Biol. 2009, 21: 825-836. 10.1016/j.ceb.2009.08.007.

Roisin-Bouffay C, Jang W, Caprette DR, Gomer RH: A precise group size in დიქტოსტელიუმი generated by a cell counting factor modulating cell-cell adhesion. მოლის უჯრედი. 2000, 6: 953-959.

Clarke M, Gomer RH: PSF and CMF, autocrine factors that regulate gene expression during growth and early development of დიქტოსტელიუმი. Experientia. 1995, 51: 1124-1134. 10.1007/BF01944730.

Gomer RH, Yuen IS, Firtel RA: A secreted 80 × 10 3 M protein mediates sensing of cell density and the onset of development in დიქტოსტელიუმი. განვითარება. 1991, 112: 269-278.

Deeri WJ, Gomer RH: A putative receptor mediating cell-density sensing in დიქტოსტელიუმი. ჯ ბიოლ ქიმ. 1999, 274: 34476-34482. 10.1074/jbc.274.48.34476.

Okuwa T, Katayama T, Takano A, Kodaira KI, Yasukawa H: Two cell counting factors regulate the aggregate size of the cellular slime mold Dictyostelium discoideum. Dev Growth Differ. 2001, 43: 735-744. 10.1046/j.1440-169X.2001.00615.x.

Kamboj RK, Lam TY, Siu CH: Regulation of slug size by the cell adhesion molecules gp80 in Dictyostelium discoideum. Cell Regul. 1990, 1: 715-729.

Bader S, Kortholt A, Snippe H, Van Haastert PJ: DdPDE4, a novel cAMP-specific phosphodiesterase at the surface of დიქტოსტელიუმი. ჯ ბიოლ ქიმ. 2006, 281: 20018-26. 10.1074/jbc.M600040200.

Garcia GL, Rericha EC, Heger CD, Goldsmith PK, Parent CA: The group migration of დიქტოსტელიუმი cells is regulated by extracellular chemoattractant degradation. მოლ ბიოლი უჯრედი. 2009, 20: 3295-304. 10.1091/mbc.E09-03-0223.

Palsson E, Lee KJ, Goldstein RE, Franke J, Kessin RH, Cox EC: Selection for spiral waves in the social amoebae დიქტოსტელიუმი. Proc Natl Acad Sci USA. 1997, 94: 13719-13723. 10.1073/pnas.94.25.13719.

Wu L, Hansen D, Franke J, Kessin RH, Podgorskit GJ: Regulation of Dictyostleium early development genes in signal transduction mutants. Dev Biol. 1995, 171: 149-158. 10.1006/dbio.1995.1267.

Brock DA, Gomer RH: A cell-counting factor regulating structure size in დიქტოსტელიუმი. Genes Dev. 1999, 13: 1960-1969. 10.1101/gad.13.15.1960.

Brock DA, Hatton RD, Giurgiutiu DV, Scott B, Jang W, Ammann R, Gomer RH: CF45-1, a secreted protein which participates in დიქტოსტელიუმი group size regulation. ევკარიოტის უჯრედი. 2003, 2: 788-799. 10.1128/EC.2.4.788-797.2003.

Brock DA, van Egmond WN, Shamoo Y, Hatton RD, Gomer RH: A 60-kilodalton protein component of the counting factor complex regulates group size in დიქტოსტელიუმი discoideum. ევკარიოტის უჯრედი. 2006, 5: 1532-8. 10.1128/EC.00169-06.

Harloff C, Gerisch G, Noegel AA: Selective elimination of the contact site A protein of Dictyostelium discoideum by gene disruption. Genes Dev. 1989, 3: 2011-2019. 10.1101/gad.3.12a.2011.

Wang B, Kupsa A: დიქტოსტელიუმი development in the absence of cAMP. მეცნიერება. 1997, 277: 251-254. 10.1126/science.277.5323.251.

Schaap P, Wang M: Interaction between adenosine and oscillatory cAMP signalling regulate size and pattern in დიქტოსტელიუმი. უჯრედი. 1986, 45: 137-144. 10.1016/0092-8674(86)90545-3.

Rutherford CL, Overall DF, Ubeidat M, Joyce BR: Analysis of 5' nucleotidase and alkaline phosphatase by gene disruption in დიქტოსტელიუმი. Genesis. 2003, 35: 202-213. 10.1002/gene.10185.

Siegert F, Weijer CJ: The role of periodic signals in the morphogenesis of Dictyostelium discoideum. Oscillations and morphogenesis. Edited by: Ludger R. 1992, New York: Dekker, 133-152.

Mac Williams HK: Model of pattern formation in ჰიდრა და დიქტოსტელიუმი. Seminars in Dev Biol. 1991, 2: 119-128.

Brenner M, Thoms SD: Caffeine blocks activation of cAMP synthesis in Dictyostelium discoideum. Dev Biol. 1984, 101: 136-146. 10.1016/0012-1606(84)90124-6.

Gonzalez C, Klein G, Satre M: Caffeine, an inhibitor of endocytosis in Dictyostelium discoideum amoebae. J Cell Physiol. 1990, 144: 408-415. 10.1002/jcp.1041440307.

Darcy PK, Fisher PR: Pharmacological evidence for a role for cyclic AMP signalling in Dictyostelium discoideum slug behaviour. J Cell Sci. 1990, 96: 661-667.

Theibert A, Devereotes PN: Adenosine and its derivative inhibit the cAMP signalling response in Dictyostelium discoideum. Dev Biol. 1984, 106: 166-173. 10.1016/0012-1606(84)90072-1.

Van Haastert PJM: Binding of cAMP and adenosine derivatives to Dictyostelium discoideum უჯრედები. ჯ ბიოლ ქიმ. 1983, 258: 9643-9648.

Mann SK, Pinko C, Firtel RA: cAMP regulation of early gene expression in signal transduction mutants of დიქტოსტელიუმი. Dev Biol. 1988, 130: 294-303. 10.1016/0012-1606(88)90435-6.

Smith EW, Lima WC, Charette SJ, Cosson P: Effect of Starvation on the Endocytic Pathway in დიქტოსტელიუმი უჯრედები. ევკარიოტის უჯრედი. 2010, 9: 387-392. 10.1128/EC.00285-09.

Tang L, Ammann R, Gao T, Gomer RH: A cell number counting factor regulates group size in დიქტოსტელიუმი by differentially modulating cAMP-induced cAMP and cGMP pulse sizes. ჯ ბიოლ ქიმ. 2001, 276: 27633-27669.

Chae S-C, Fuller D, Loomis WF: Altered cell type proportioning in დიქტოსტელიუმი lacking adenosine monophosphate daeminase. Dev Biol. 2002, 241: 183-194. 10.1006/dbio.2001.0491.

Tang Y, Gomer RH: A Protein with similarity to PTEN regulates aggregation territory size by decreasing cyclic AMP pulse size during Dictyostelium discoideum განვითარება. ევკარიოტის უჯრედი. 2008, 7: 1758-1770. 10.1128/EC.00210-08.

Inoki K, Zhu T, Guan KL: TSC2 mediates cellular energy response to control cell growth and survival. უჯრედი. 2003, 115: 577-590. 10.1016/S0092-8674(03)00929-2.

Na J, Tunggal B, Eichinger L: STATc is a key regulator of the transcriptional response to hyperosmotic shock. BMC Genomics. 2007, 8: 123-10.1186/1471-2164-8-123.

Schnitzler GR, Fischer WH, Firtel RA: Cloning and characterization of the G-box binding factor, an essential component of the developmental switch between early and late development In დიქტოსტელიუმი. Genes Dev. 1994, 8: 502-514. 10.1101/gad.8.4.502.

Thadani V, Pan P, Bonner JT: Complementary effect of ammonia and cAMP on aggregation territory size in the cellular slime mold Dictyostelium mucoroides. Exp Cell Res. 1977, 108: 75-78.

Reinke A, Chen JC-Y, Aronova S, Powers T: Caffeine targets TOR complex I and provides evidence for a regulatory link between the FRB and kinase domains of Tor1p. ჯ ბიოლ ქიმ. 2006, 281: 31616-31626. 10.1074/jbc.M603107200.

Tekinay T, Wu MY, Otto GP, Anderson OR, Kessin RH: Function of the Dictyostelium discoideum Atg1 kinase during autophagy and development. ევკარიოტის უჯრედი. 2006, 5: 1797-1806. 10.1128/EC.00342-05.

Lee S, Comer FI, Sasaki A, McLeod IX, Duong Y, Okumura K, Yates JR, Parent CA, Firtel RA: TOR complex 2 integrates cell movement during chemotaxis and signal relay in დიქტოსტელიუმი. მოლ ბიოლი უჯრედი. 2005, 16: 4572-4583. 10.1091/mbc.E05-04-0342.

Lee S, Parent CA, Insall R, Firtel RA: A novel Ras-interacting protein required for chemotaxis and cyclic adenosine monophosphate signal relay in დიქტოსტელიუმი. მოლ ბიოლი უჯრედი. 1999, 10: 2829-2845.

Wanke V, Cameroni E, Uotila A, Piccolis M, Urban J, Loewith R, Virgilio CD: Caffeine extends yeast lifespan by targeting TORC1. მოლი მიკრობიოლი. 2008, 69: 277-285. 10.1111/j.1365-2958.2008.06292.x.

Sutton A, Immanuel D, Arndt KT: The SIT4 protein phosphatase functions in late G1 for progression into S phase. Mol Cell Biol. 11: 2133-2148.

Alvarez-Curto E, Weening KE, Schaap P: Pharmacological profiling of the დიქტოსტელიუმი adenylate cyclases ACA, ACB and ACG. Biochem J. 2007, 401: 309-316. 10.1042/BJ20060880.

Anjard C, Söderbom F, Loomis WF: Requirements for the adenylyl cyclases in the development of დიქტოსტელიუმი. განვითარება. 2001, 128: 3649-54.

Pitt GS, Milona N, Borleis J, Lin KC, Reed RR, Devreotes PN: Structurally distinct and stage-specific adenylyl cyclase genes play different role in დიქტოსტელიუმი განვითარება. უჯრედი. 1992, 69: 305-15. 10.1016/0092-8674(92)90411-5.

Parent CA, Devreotes PN: A cell's sense of direction. მეცნიერება. 1999, 284: 765-770. 10.1126/science.284.5415.765.

Jang W, Gomer RH: Exposure of cells to a cell number counting factor decreases the activity of glucose-6-phosphatase to decrease intracellular level in Dictyostelium discoideum. ევკარიოტის უჯრედი. 2005, 4: 72-81. 10.1128/EC.4.1.72-81.2005.

Hangmann : Caffeine and heat shock induce adenylate cyclase in Dictyostelium discoideum. EMBO J. 1986, 5: 3437-3440.

Teo R, Lewis KJ, Forde JE, Ryves WJ, Reddy JV, Rogers BJ, Harwood AJ: Glycogen synthase kinase-3 is required for efficient დიქტოსტელიუმი chemotaxis. მოლ ბიოლი უჯრედი. 2010, 21: 2788-96. 10.1091/mbc.E09-10-0891.


Anarchic Blood Vessels

Blood vessels grow out of control in this environmental scanning electron microscopy image of a diseased retina. In diabetic retinopathy and retinopathy of prematurity, blood vessels grow abnormally in the back of the eye and leak blood, causing blindness. At least 4.1 Americans with diabetes are affected.

Research has shown that inexpensive omega-3 supplements may ease retinopathy. A new study of mice published Feb. 9 in the journal Science Translational Medicine finds that the supplements do so by reducing runaway blood vessel growth. Clinical trials in humans are underway.


4.1: Slime Molds - Biology

The myxomycetes (plasmodial slime molds) are a group of fungus-like organisms usually present and sometimes abundant in terrestrial ecosystems. The myxomycete life cycle involves two very different trophic (feeding) stages, one consisting of uninucleate amoebae, with or without flagella, and the other consisting of a distinctive multinucleate structure, the plasmodium. Myxomycete plasmodia typically occur in cool, moist, shady places such as within crevices of decaying wood, beneath the partially decayed bark of logs and stumps, and in leaf litter on the forest floor. Under favorable conditions, the plasmodium gives rise to one or more fruiting bodies containing spores. The spores of myxomycetes are for most species apparently wind-dispersed and complete the life cycle by germinating to produce the uninucleate amoeboflagellate cells.

The fruiting bodies produced by myxomycetes are somewhat suggestive of those produced by higher fungi, although they are considerably smaller (usually no more than 1-2 mm tall). Although large enough to be seen with the naked eye, they are best observed with a hand lens or under a stereomicroscope. Only then can their intricate nature be fully appreciated. Fruiting bodies may take the shape of tiny goblets, globes, plumes, or other shapes more difficult to describe. Some occur in tightly packed clusters, while others are scattered or even solitary. Many of the more intricate forms have a spore case held aloft on a delicate stalk, but others are attached directly to the substrate by their bases.

There are approximately 1000 recognized species of myxomycetes. The majority of species are probably cosmopolitan, but a few species appear to be confined to the tropics or subtropics and some others have been collected only in temperate regions. Myxomycetes appear to be particularly abundant in temperate forests, but at least some species apparently occur in any terrestrial ecosystem with plants (and thus plant detritus) present. Most of what is known about the assemblages of myxomycetes associated with particular types of terrestrial ecosystems has been derived from studies carried out in temperate regions of the northern hemisphere. In these forests, myxomycetes are associated with a number of different microhabitats. These include coarse woody debris on the forest floor, the bark surface of living trees, and forest floor leaf litter. Each of these microhabitats tends to be characterized by a distinct assemblage of myxomycetes.

/>
Arcyria cinerea
/>
Arcyria denudata
/>
Diachea leucopodia

Elaeomyxa miyazakiensis
/>
Metatrichia vesparium
/>
Plasmodium
/>
Physarum pulcherrimum

Slug and Lamproderma

Stemonitis fusca
/>
Tubifera ferruginosa
/>
Didymium iridis

Plasmodium

Plasmodial track with knife
/>
Martin Schnittler &
Yuri Novozhilov
/>
Martin Schnittler
/>
Steve Stephenson
/>
David Mitchell

David Mitchell,
Steve Stephenson &
Martin Schnittler

Martin Schnittler &
Yuri Novozhilov

    Great Smoky Mountains National Park
    Prior to the beginning of the All Taxa Biodiversity Inventory of this park, 92 different species of myxomycetes had been reported from the Park, and the majority of these records were based upon specimens collected more than a half century ago. In the past three years, more than 75 species have been added to this total. The most surprising finds are four species of myxomycetes not previously known from North America and two others that appear to be new to science. However, it is anticipated that there are many more species to be found. In fact, based upon the results obtained thus far, the Great Smoky Mountains National Park appears to be one of the world's "hot spots" for myxomycetes, with as many species present in the Park as anywhere else on earth.

Visit the Tree Canopy Biodiversity page for information on myxomycete diversity in the tree canopy of the Great Smoky Mountains National Park.

The myxomycetes are actually just one of three groups of organisms to which the name "slime mold" has been applied, and the inventory currently underway in the Park also includes these other slime molds--the dictyostelids and protostelids. Members of both groups are so small that they are virtually impossible to observe directly in the field. Instead, surveys for dictyostelids and protostelids are carried out in the laboratory by culturing these organisms from various types of organic material brought in from the field.



კომენტარები:

  1. Bralkree

    უბრალოდ კოპეკი!

  2. Hymen

    Yes well!

  3. Ronnell

    ბოდიშს გიხდით ჩარევისთვის... ახლახან აქ ვარ. მაგრამ ეს თემა ჩემთვის ძალიან ახლოსაა. PM-ს მიწერე.



დაწერეთ შეტყობინება