Войти
 Назначение имагинального диска в ноге насекомого. |
Имагинальный диск является одной из частей холометаболического насекомого личинки, которая станет частью внешней части взрослого насекомого во время куколочная трансформация. Внутри тела личинки находятся пары дисков, которые образуют, например, крылья или ноги или усики или другие структуры у взрослых особей.. Роль имагинального диска в развитии насекомых была впервые выяснена Яном Сваммердамом.
. На стадии куколки многие личиночные структуры разрушаются, и взрослые структуры, включая диски, претерпевают быстрое развитие. Каждый диск выворачивается и удлиняется, при этом центральная часть диска становится дистальной частью того придатка, который он формирует: крыла, ноги, антенны и т. Д. На личиночной стадии клетки в растущем диске кажутся недифференцированными, но их развитие судьба взрослой особи уже определена.
Эксперимент, демонстрирующий эту приверженность к развитию, заключается в том, чтобы взять имагинальный диск у личинки третьего возраста, которая вот-вот должна будет окукливаться, и разделить его на части и культивировать в теле более молодой личинки. Таким образом диски можно непрерывно культивировать в течение многих поколений личинок. Когда такой культивированный диск в конечном итоге имплантируется в тело личинки, которой позволено окукливаться, диск разовьется в структуру, которой он был изначально задуман. То есть антенный диск можно культивировать таким образом, и он почти всегда становится антенной (неуместной, конечно), когда окончательное развитие инициируется окукливанием.
Исследование имагинальных дисков плода fly Drosophila melanogaster привело к открытию гомеотических мутаций, таких как антеннапедии, где судьба диска в процессе развития иногда могла меняться. Энтомологов представляет интерес, что виды переключений развития, которые происходят, очень специфичны (например, нога к антенне). Изучение этого явления привело к открытию генов гомеобокса и начало революцию в понимании развития многоклеточных животных.
Три имагинальных диска, которые будут формировать ноги, взяты у личинки 3-го возраста Drosophila melanogaster. Диски окрашивают хэджхог-белком, что указывает на локализацию белка. Имагинальные клетки представляют собой тканеспецифические клетки-предшественники, выделенные в эмбриогенезе, которые остаются в состоянии покоя в течение эмбриональной и личиночной жизни. Во время метаморфоза дрозофилы большинство личинок погибает. Ткани куколки и взрослые формируются из имагинальных клеток. Клональный анализ и картирование судьбы отдельных идентифицированных клеток показывают, что ремоделирование трахеальной системы при метаморфозе включает классическую популяцию имагинальных клеток и популяцию дифференцированных, функциональных личиночных трахеальных клеток, которые повторно входят в клеточный цикл и восстанавливают способность к развитию. У поздних личинок обе популяции активируются и размножаются, распространяются по старым ветвям и заменяют их, а также диверсифицируются в различные стебли и спиральные трахеолярные клетки под контролем передачи сигналов фактора роста фибробластов. Таким образом, тканевые предшественники куколки / взрослой дрозофилы могут возникать как в результате раннего выделения мультипотентных клеток, так и позднего возврата дифференцированных клеток в мультипотентное состояние, даже в пределах одной ткани.
