Biología do desenvolvimento

Principios básicos do desenvolvimento – Ascidias

Ascidians �

A nova filogenia dos cordados

CEFALOCORDADOS

VERTEBRADOS TUNICADOS

Delsuc et al. 2006 Putnam et al. 2008

Tunicados •  Possuem uma túnica de celulose, sintetizada

por uma celulose-sintase adquirida através da transferência genética horizontal (Matthysse et al. 2003)

•  Pertencem ao filo chordata (juntos conosco)

•  São os invertebrados mais próximos aos vertebrados

Os tunicados Ascídias

Taliáceas

Larváceas

O qué e uma ascídia?

notocordaDEUTEROSTOMADOS:

Figure credits: B. Swalla, University of Washington

A larva de ascídia

Four-dimensional Ascidian Body Atlas Hotta et al. 2007

Figuras históricas - ascidias

A larva das ascídias: um corpo tipicamente cordado

British Museum ,1901

A larva das ascídias: um corpo tipicamente cordado

ref British Museum ,1901

Ascidians as model system •  Small larva •  Translucid •  Easy to obtain thousands of embryos •  Cell fates are known •  Fast development (solitary ascidians reach metamorphosis in

less than two days, but sexual maturity in 1-3 motnhs, colonial ascidians take 2-3 weeks for brooded larval development)

•  Adult blastogenesis •  Easy trangenic •  Small genome (no vertebrate duplications)

•  Downside: genetics is difficult, difficult to reproduce in the lab; colonial ascidians are brooded, have strong pigmentation, and autofluorescence

Vantagens da Ciona intestinalis como um organismo modelo para a biologia

molecular do desenvolvimento

•  Embrião simples (100 µm diametro, 2600 células)

•  Desenvolvimento rápirdo (16 horas à eclosão)

•  Linhagens celulares invariantes

•  Genoma compacto (150 Mb, 15,000 genes)

•  Poucas duplicações genéticas

•  Técnica fácil de transfecção com DNA

Ascidian resources

•  Genomes •  FABA •  ANISEED •  Ascidian Stock Center (UCSB)

Boltenia villosa development (Swalla 2004)

Cell lineage in ascidians (Nishida, 1987; 2005)

Bilateral symmetry in the egg of the ascidian tunicate Styela partita

Cytoplasmic rearrangement in the fertilized egg of Styela partita (Part 1)

Cytoplasmic rearrangement in the fertilized egg of Styela partita (Part 2)

Ascidian Development (Conklin 1905)

Ascidian Development (Conklin 1905) cont.

Cytoplasmic segregation in the egg of Styela partita

Eletroporação de embriões

Eletroporação de embriões

Eletroporação de embriões

Milhares de embriões temporariamente transfectados

Ciona transgenics

Ci bra::GFP electroporated at the one cell stage; note only half the cells incorporated the trangene in the notochord (Corbo et al. 1997)

Electroporation in Ciona

Stolfi & Cristiaen, 2012

Solitary and sexual Colonial, both asexual and sexual

Solitary Tadpole

Courtesy of Joanna GreerCourtesy of Amber Jimenez

Colonial Tadpole

Solitary and colonial ascidians �

Boltenia villosa Botrylloides violaceus

Oozoid

Colonial Ascidian Colony

Davidson,Jacobs &Swalla(2003)

Modularity in ascidian develop-

ment

Modos  de  brotação  em  ascídias  

Styela Metandrocarpa

Symplegma

Botryllus or Botrylloides

O que acontece com a evolução da colonialidade?

Asexual reproduction and blastogenesis:

Botryllus schlosseri

Easy propagation of tunicates (bioinvasions):

Didemnum vexillum