サッカリーナ・ラティッシマの胚における標的レーザーアブレーション

レーザーアブレーションは、胚発生を研究するために何十年もの間使用されてきました。胚細胞にレーザー光を照射すると、胚発生中の再生能と細胞系譜の改変を監視し、標的アブレーションが細胞分裂と細胞運命に及ぼす影響を調べることができます。レーザーアブレーション法で使用されるモデル生物は、典型的には動物であり、例えば昆虫^1,2、線虫^3,4、脊椎動物^5,6、および時には植物^7,8である。さらに、1994年と1998年に褐色藻類のヒバコにレーザーマイクロアブレーションアプローチを使用して、初期胚の光偏光における細胞壁の役割を実証した^9,10。

褐藻類は、16億年前に真核生物の木の根元で発散したグループStramenopilesに属します。その結果、それらは、動植物¹¹などの他の多細胞生物から系統学的に独立している。Saccharina latissimaは、より一般的に昆布として知られているLaminarialesに属し、彼らは30メートル以上のサイズに達する、地球上で最大の生物の一つですサッカリナ属は、食品や飼料などの多くの用途に使用される大きな海藻であり、その多糖類は、世界中の農業、薬理学、化粧品産業で使用するために抽出されています^12、13。その栽培は、主にアジアで、そして最近ではヨーロッパで、外洋に幼体を放出する前に孵化場で胚を準備する必要があります。すべての昆布と同様に、それは、一倍体配偶子が成長し、受精のために配偶子を生成する微視的な配偶子植物期と、海底または岩石に取り付けられたホールドファストから大きな平面ブレードが発達する二倍体の巨視的胞子植物期からなる二相性ライフサイクルを有する。この胞子植物は成熟時に一倍体胞子を放出し、それによってライフサイクル14^、15、16を完了させる。

S. latissimaはいくつかの 興味深い形態学的特徴を提示する¹⁷。その胚は、異なる組織型の出現と一致する多層構造を獲得する前に、単層平面シート^15、18、19として発達する。さらに、ラミナリア目は褐藻類の唯一の分類群の1つであり、その胚は母体の配偶子植物組織に付着したままである(デスマレスティアレスとスポロクナレスも¹⁵)。この機能は、この発生過程における母体組織の役割を研究し、褐藻類の母体制御機構を動物および植物の制御機構と比較する機会を提供する。

この記事では、初期の昆布胚におけるレーザーアブレーションのための最初の完全なプロトコルを提示します。UV nsパルス技術を含むこのプロトコルは、胚発生中のそれぞれの役割を研究するために、個々の胚細胞の特異的な破壊をもたらす。この手順は、ラミナリア目における胚発生中の細胞相互作用および細胞運命を調査するための信頼できるアプローチを提供する。