盘基网柄菌：运动中的模型系统

阿米巴原生动物盘状网柄菌是一个用于基因功能的遗传和功能分析的强大系统。34 Mb基因组包含许多与高等真核生物同源的基因，在酿酒酵母该生物体特别适合研究发育过程中的胞质分裂、细胞运动、吞噬作用、趋化性、信号转导和细胞分化。其中许多在健康和疾病中发挥重要作用的过程，在其他模式生物中要么不存在，要么不太容易获得。

粘液菌阿米巴作为独立的细胞生长，但在饥饿等不利条件下会相互作用形成多细胞结构。多达100000个细胞通过释放化学引诱剂cAMP相互发出信号，并通过趋化性聚集在一起，形成一个被细胞外基质包围的土丘。这种产生多细胞生物的机制与后生动物胚胎发生的早期步骤有根本不同。然而，随后的过程取决于两者的细胞间通信粘液菌和后生动物。许多潜在的分子和细胞过程似乎出现在原始前体细胞中，并在整个进化过程中保持基本不变。发育的基本过程，如差异细胞分选、模式形成、刺激诱导的基因表达和细胞类型调节，对于粘液菌和后生动物。下载显示植物、发育和性生活周期的图盘状D.

盘状D是美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）选择的模式生物之一生物示范计划dictyBase的Colleague数据库包含1100多名研究人员，我们的每周通讯面向全球近600名研究人员。自1983年以来，这个活跃的社区每年都举行一次年度科学会议，通常有150多名研究人员参加。大约200种出版物涉及粘液菌每年出现在同行评审期刊上，截至2010年，NIH RePORTER数据库列出了87项资助的研究拨款粘液菌.

健康和疾病的许多阶段取决于单个细胞在盘状D例如，胞质分裂对细胞增殖至关重要，因此是免疫反应、组织维持和癌症的组成部分。细胞运动是肿瘤细胞转移和内皮细胞血管生成的重要早期事件。趋化因子受体的趋化作用和信号转导在炎症、关节炎、哮喘、淋巴细胞贩运以及轴突导向中起着关键作用。吞噬作用是免疫监视和抗原提呈的关键过程。细胞类型测定、细胞分类和模式形成是胚胎发生的基本特征，这些事件的改变可能导致肿瘤。最近的研究利用该生物体的遗传优势，研究了引起心脏肌病的肌球蛋白突变、对抗代谢产物顺铂的耐药性以及锂的作用机制。此外，阿米巴直接引起阿米巴痢疾、阿米巴角膜炎、肉芽肿性阿米巴脑炎（GAE）和原发性阿米巴氏脑膜脑炎等传染病。

生命周期的简单性有利于突变体的选择。生长和发育阶段是完全独立的，通过去除营养物质实现两种状态之间的转换。细菌草坪上的克隆平板细胞可以筛选出许多突变。随着阿米巴虫的生长，它们会吞噬细菌并形成斑块。斑块内的细胞饥饿并进入发育程序。异常表型可以通过肉眼观察斑块进行评分。由于发育的早期阶段很容易逆转，因此可以选择突变体，然后通过将其还原为营养物质进行繁殖。菌种保存在液氮中，可以通过将一些冷冻细胞直接刮到细菌草坪上或无菌培养基中来回收。孢子在-20°C的硅胶上存活5-10年，冻干后存活更长时间。这个命名指南描述如何命名菌株和等位基因。

发育和细胞型基因表达和分化已被广泛表征。控制许多基因表达的时间和条件是已知的。应用细胞外cAMP和分化诱导因子（DIF）的特定方案以可预测的方式调节基因表达。基因表达的特点是在各种条件下的大量基因缺失菌株中。控制基因诱导的丰富条件和细胞外刺激现在可以合理地应用于DNA阵列，以获得基因表达模式与细胞表型的全面关联。

限制性内切酶介导的整合REMI公司用于创建包含随机基因组插入的菌株库。单元格是电穿孔的用线性化质粒和限制性内切酶的混合物催化质粒在相应的限制位点插入基因组。一般来说，转化的细胞含有质粒的一个拷贝，插入位点两侧的序列可以通过解救获得大肠杆菌为了验证恢复的DNA序列与表型有关，使用挽救的质粒通过同源重组重建基因型。插入频率足够高，也允许抑制基因。已经分离出大量涉及胞质分裂、运动、聚集和后期发育的新基因产物。野生型背景中的许多REMI突变体和相应基因可从加州大学可持续发展学院的发育基因项目和贝勒医学院（你可以查看可用的变种在这里).

该模型系统的一个令人难以置信的优点是能够跟踪单个细胞的动力学行为例如，野生型细胞显示的正常胞质分裂和突变细胞显示的流产胞质分裂可以悬浮拍摄。有相当多的突变株在悬浮状态下表现出类似的胞质分裂缺陷。细胞显示的光学清晰度有助于数字化三维成像。对野生型细胞趋化运动的研究揭示了正常运动的特征，例如伪足最初延伸到基质之上的趋势，以及运动细胞与基质的有限接触。数字成像已被用于比较野生型和突变型细胞的运动。在这里介绍的例子中，很明显，突变体的运动很差，因为它不能抑制细胞后端的假荚形成。