TIMING CAN TAKE THE STRIPES OFF A ZEBRAFISH
UNIVERSITY OF WASHINGTONrightOriginal Study
Posted by Sandra Hines-UW on November 12, 2014
New research offers insights into how zebrafish get their stripes, as well as how to “erase” them.
The findings give new understanding about genes and cell behaviors that underlie pigment patterns in zebrafish that, in turn, could help unravel the workings of pigment cells in humans and other animals, skin disorders such as melanoma, and cell regeneration.
“Using zebrafish as a model, we’re at the point where we have a lot of the basic mechanisms, the basic phenomenology of what’s going on, so we can start to look at some of these other species that have really different patterns and start to understand them,” says David Parichy, a professor of biology at University of Washington and corresponding author of both papers.
Zebrafish, a tropical freshwater fish about 1.5 inches long, belongs to the minnow family and is a popular addition to home aquariums. Adults have long horizontal blue stripes on their sides, hence the reference to “zebra.”
These patterns have roles in schooling, mate-selection, and avoiding predators. Given their importance, scientists have long wanted to know where these pigment cells come from and how they make stripes and other arrangements.
Unlike humans with a single pigment cell type—the amount of melanin that produces color being determined by everyone’s individual genetics—there are three pigment cells that make the zebrafish pattern.
Researchers have previously shown that all three types of pigment cells communicate with one another to organize zebrafish stripes and that two of the pigment cells—one that creates black and another silver—come from stem cells.
STRIPES IN THE MAKING
In Science, two papers report that the cells called xanthophores that produce the color orange don’t come from stem cells as had long been assumed. Instead, they come from pre-existing cells in the embryo.
The researchers also determined the surprising process by which this occurs: cells in the embryo first mature into xanthophores and then, when it’s time to make stripes, these same cells lose their color, increase in number, and then turn back into xanthophores with color.
“This is remarkable because cells do not normally lose their mature properties, let alone regain them later,” Parichy says. “Knowing how xanthophores achieve this feat could provide clues to regeneration of tissues and organs without the need for stem cells.”
Even more remarkably, the authors found that the re-development of orange-producing xanthophores requires thyroid hormone, the same hormone that turns tadpoles into frogs, suggesting that xanthophores undergo their own metamorphosis. At the same time thyroid hormone blocks developments of the black cells, setting the proper shade overall.
“In the last 10 to 15 years people trying to understand these patterns have concentrated on how the three pigment cell types interact with each other. We showed the tremendous dependence on thyroid hormone for the pattern that develops,” Parichy says.
TIMING TAKES STRIPES AWAY
In the Nature Communications paper, Parichy’s group reports on a gene that drives the unusually early appearance of xanthophores—independent of thyroid hormone—in another species, the pearl danio. Unlike zebrafish this species lacks stripes: its pigment cells are intermingled and arranged uniformly on the body, giving it a pearly orange color.
By expressing this gene the same way in zebrafish, the researchers caused the fish to make extra-early xanthophores and the fish produced a uniform pattern like the pearl danio instead of their usual stripes.
“Really simple changes in timing make totally different patterns,” Parichy says.
This unexpected result shows that a core network of interacting cells can generate very different patterns in response to changes in timing, a discovery that could explain color pattern evolution across a variety of species.
“If you’d asked me five years ago if we’re in a position to have some useful hypotheses about where patterns come from in other species, I’d have said, ‘no,'” Parichy says.
“But I think now we’re really at the point where we understand a lot of the basics and we can start to frame testable hypotheses. We can see how much of this is just a simple difference in timing, a difference in thyroid hormone responsiveness, or a difference in cellular communication itself.”
Additional researchers contributed from University of Washington, Iowa State University, and University of Oregon. The NIH funded both studies.
TIMING CAN TAKE THE STRIPES OFF A ZEBRAFISH
UNIVERSITY OF WASHINGTONrightOriginal Study
Posted by Sandra Hines-UW on November 12, 2014
New research offers insights into how zebrafish get their stripes, as well as how to “erase” them.
The findings give new understanding about genes and cell behaviors that underlie pigment patterns in zebrafish that, in turn, could help unravel the workings of pigment cells in humans and other animals, skin disorders such as melanoma, and cell regeneration.
“Using zebrafish as a model, we’re at the point where we have a lot of the basic mechanisms, the basic phenomenology of what’s going on, so we can start to look at some of these other species that have really different patterns and start to understand them,” says David Parichy, a professor of biology at University of Washington and corresponding author of both papers.
Zebrafish, a tropical freshwater fish about 1.5 inches long, belongs to the minnow family and is a popular addition to home aquariums. Adults have long horizontal blue stripes on their sides, hence the reference to “zebra.”
These patterns have roles in schooling, mate-selection, and avoiding predators. Given their importance, scientists have long wanted to know where these pigment cells come from and how they make stripes and other arrangements.
Unlike humans with a single pigment cell type—the amount of melanin that produces color being determined by everyone’s individual genetics—there are three pigment cells that make the zebrafish pattern.
Researchers have previously shown that all three types of pigment cells communicate with one another to organize zebrafish stripes and that two of the pigment cells—one that creates black and another silver—come from stem cells.
STRIPES IN THE MAKING
In Science, two papers report that the cells called xanthophores that produce the color orange don’t come from stem cells as had long been assumed. Instead, they come from pre-existing cells in the embryo.
The researchers also determined the surprising process by which this occurs: cells in the embryo first mature into xanthophores and then, when it’s time to make stripes, these same cells lose their color, increase in number, and then turn back into xanthophores with color.
“This is remarkable because cells do not normally lose their mature properties, let alone regain them later,” Parichy says. “Knowing how xanthophores achieve this feat could provide clues to regeneration of tissues and organs without the need for stem cells.”
Even more remarkably, the authors found that the re-development of orange-producing xanthophores requires thyroid hormone, the same hormone that turns tadpoles into frogs, suggesting that xanthophores undergo their own metamorphosis. At the same time thyroid hormone blocks developments of the black cells, setting the proper shade overall.
“In the last 10 to 15 years people trying to understand these patterns have concentrated on how the three pigment cell types interact with each other. We showed the tremendous dependence on thyroid hormone for the pattern that develops,” Parichy says.
TIMING TAKES STRIPES AWAY
In the Nature Communications paper, Parichy’s group reports on a gene that drives the unusually early appearance of xanthophores—independent of thyroid hormone—in another species, the pearl danio. Unlike zebrafish this species lacks stripes: its pigment cells are intermingled and arranged uniformly on the body, giving it a pearly orange color.
By expressing this gene the same way in zebrafish, the researchers caused the fish to make extra-early xanthophores and the fish produced a uniform pattern like the pearl danio instead of their usual stripes.
“Really simple changes in timing make totally different patterns,” Parichy says.
This unexpected result shows that a core network of interacting cells can generate very different patterns in response to changes in timing, a discovery that could explain color pattern evolution across a variety of species.
“If you’d asked me five years ago if we’re in a position to have some useful hypotheses about where patterns come from in other species, I’d have said, ‘no,'” Parichy says.
“But I think now we’re really at the point where we understand a lot of the basics and we can start to frame testable hypotheses. We can see how much of this is just a simple difference in timing, a difference in thyroid hormone responsiveness, or a difference in cellular communication itself.”
Additional researchers contributed from University of Washington, Iowa State University, and University of Oregon. The NIH funded both studies.
การแปล กรุณารอสักครู่..

เวลาจะเอาลายเส้นจากปลาม้าลาย
เรียนมหาวิทยาลัย washingtonrightoriginal โพสต์โดย Sandra ไฮน์ของคุณ เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน 2014
ใหม่วิจัยเสนอข้อมูลเชิงลึกลงไปว่าปลาม้าลายให้ลายของตนเอง รวมทั้งวิธีที่จะ " ลบ " .
ข้อมูลให้ใหม่ ความเข้าใจเกี่ยวกับยีนและเซลล์เม็ดสี ในรูปแบบพฤติกรรมต่างๆปลาม้าลายที่ , ในการเปิดช่วยแก้การทำงานของเม็ดสีในเซลล์มนุษย์และสัตว์อื่น ๆ , ผิว disorders เช่นเนื้องอกและเซลล์ regeneration .
" ใช้ปลาม้าลายเป็นแบบ เราอยู่ในจุดที่เรามีมากของกลไกพื้นฐาน , ปรากฏการณ์พื้นฐานของสิ่งที่เกิดขึ้น เพื่อให้เราสามารถเริ่มต้นดูที่บาง ชนิดอื่น ๆ เหล่านี้มีรูปแบบที่แตกต่างกันมากและเริ่มที่จะเข้าใจพวกเขากล่าวว่า " เดวิด parichy ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันและผู้ที่เกี่ยวข้องของทั้งเอกสาร .
ปลาม้าลาย ปลาจืดร้อนประมาณ 1.5 นิ้วยาว เป็นของครอบครัวสร้อยและเพิ่มความนิยมบ้านตู้ปลา . ผู้ใหญ่มีลายเส้นสีฟ้ายาวแนวนอนบนด้านข้างของพวกเขา ดังนั้นการอ้างอิง " ม้าลาย "
รูปแบบเหล่านี้มีบทบาทในการศึกษา เพื่อนเลือกและหลีกเลี่ยงนักล่า ให้ความสำคัญ , นักวิทยาศาสตร์ได้นานต้องการที่จะทราบว่าเซลล์เม็ดสีเหล่านี้มาจากและวิธีการที่พวกเขาทำลายและการจัดการอื่น ๆ .
ซึ่งแตกต่างจากมนุษย์กับเดียวเซลล์เม็ดสีชนิดปริมาณของเมลานินที่ผลิตสีถูกกำหนดโดยพันธุกรรมของแต่ละคน มี 3 เซลล์เม็ดสี ทำให้แบบแผนปลาม้าลาย .
นักวิจัยได้แสดงก่อนหน้านี้ว่าทั้งสามชนิดของเซลล์เม็ดสี สื่อสารกับคนอื่นเพื่อจัดระเบียบลายปลาม้าลายและสองเซลล์เม็ดสี ดำและเงิน อีกหนึ่งที่สร้างมาจากสเต็มเซลล์ .
ลายเส้นในการวิทยาศาสตร์สองเอกสารรายงานว่าเซลล์ที่เรียกว่าแซนโทฟ ์ที่ผลิตสี ส้มไม่ได้มาจากสเต็มเซลล์ที่ได้นานถูกสันนิษฐาน แทน พวกเขามาจากเซลล์ที่มีอยู่ในเอ็มบริโอ .
นักวิจัยพบที่น่าแปลกใจ กระบวนการ ซึ่งปัญหานี้เกิดขึ้น เซลล์ในตัวอ่อนก่อนผู้ใหญ่ในแซนโทฟ ์แล้ว เมื่อถึงเวลาที่จะทำลายได้เซลล์เหล่านี้สูญเสียสีเดียวกันของพวกเขา , เพิ่มจำนวน , แล้วกลับไปเป็นแซนโทฟ ์ด้วยสี .
" นี้เป็นที่โดดเด่นเพราะเซลล์ไม่ปกติเสียคุณสมบัติของผู้ใหญ่ ไปคนเดียวได้ในภายหลัง " parichy กล่าว " รู้ว่าแซนโทฟ ์ให้เพลงนี้อาจให้เบาะแสเพื่อสร้างเนื้อเยื่อและอวัยวะโดยไม่ต้องใช้สเต็มเซลล์ "
มากขึ้นอย่างน่าทึ่งผู้เขียนพบว่ากำลังพัฒนาส้มการผลิตแซนโทฟ ์ต้องมีไทรอยด์ฮอร์โมน , ฮอร์โมนที่กลายเป็นลูกอ๊อดเป็นกบเหมือนกันบอกว่าแซนโทฟ ์ผ่านการเปลี่ยนแปลงของตนเอง ในเวลาเดียวกัน ฮอร์โมนไทรอยด์บล็อกการพัฒนาของเซลล์สีดำ , การตั้งค่าโดยรวมเฉดสีที่เหมาะสม .
" เมื่อคน 10 ถึง 15 ปี พยายามที่จะเข้าใจรูปแบบเหล่านี้จะเน้นวิธีการประเภทสามเซลล์เม็ดสีโต้ตอบกับแต่ละอื่น ๆ เราพบอย่างมากพึ่งพาไทรอยด์ฮอร์โมนสำหรับรูปแบบ ที่พัฒนา " parichy กล่าวว่า เวลาใช้ไป
ลายในธรรมชาติของการสื่อสารกระดาษparichy กลุ่มรายงานบนยีนที่ปรากฏเร็วผิดปกติของแซนโทฟ ์อิสระของไทรอยด์ฮอร์โมนอีกชนิด ปลาซิวใบไผ่มุก . ซึ่งแตกต่างจากปลาม้าลายชนิดนี้ขาดลาย : เซลล์เม็ดสีของมันจะผสมและจัดอย่างสม่ำเสมอในร่างกาย ให้ มัน เป็น สี ส้ม มุก
โดยแสดงยีนนี้แบบเดียวกันในปลาม้าลาย ,
การแปล กรุณารอสักครู่..
