德文·麦克菲著

　　伍兹霍尔，马萨诸塞州。科学家们有一些标准的研究生物，包括果蝇和老鼠，他们用来研究动物谱系随着时间的推移的进化发展(进化-发展)。然而，他们研究的生物越多，我们对生命的理解就越深，我们对推进生物医学和生态保护的知识就越多。

　　伍兹霍尔海洋生物实验室(MBL)和意大利那不勒斯安东·多恩动物学研究所(SZS)的研究人员建立了一种名为管状海参(Holothuria tubulosa)的海参作为实验研究生物，为进化研究工具箱增添了新的内容。他们最近在《进化发育生物学前沿》上发表了他们的研究方案。

　　海参大量分布在地中海和东大西洋，是一种棘皮动物，是一组海洋无脊椎动物，包括海胆、海星和沙美元。由于一些棘皮动物的成本低、繁殖力高、幼虫透明，以及最近对基因研究的适应性，一个多世纪以来，它们一直被用作发育模型。

　　“棘皮动物是基因上与人类最接近的无脊椎动物，这意味着我们的大部分基因是共同的。如果我们了解了这些基因在棘皮动物中的作用，那么我们也就知道了它们在人类中的作用，”领导这项研究的MBL研究科学家玛格丽塔·佩里洛(Margherita Perillo)说。

　　她说:“海参也有一些特性和特殊技能，比如作为沉积物的食用者，可以清洁海底，以及全身完全再生的能力，这在保护和生物医学方面可能很有用。”

　　建立管状芽孢杆菌作为研究生物的第一步是制定一个方案，在实验室环境中有效地产生胚胎培养。现有的方法，包括模仿动物的自然繁殖周期和通过内脏诱导释放动物的所有器官(海参在受到威胁时通常会表现出这种行为)，要么复杂，要么效率低下，要么两者兼而有之。

　　为了克服这个问题，Rossella Annunziata (SZS)和Perillo领导的团队首创了一种无创技术，可以在很长一段时间内反复收集少量配子(精子和卵子)。显微手术需要在海参生殖器官附近做一个小切口，以便取出睾丸或卵巢。切口愈合迅速，使研究人员能够每隔几天从同一只动物身上采集一次。

　　由于使用这种技术获得的卵子尚未成熟，无法受精，研究人员接下来将收获的卵巢暴露于一种合成肽——硫氧还蛋白-2肽，已知在另一物种中起作用——以使它们接受精子。然后，他们在培养液中培养受精卵，大约八周后，受精卵进入变态阶段。

　　Perillo说:“我们的方案消除了阻止管状芽孢杆菌被用作研究生物的一个主要瓶颈，为更多的科学家使用它打开了大门。”

　　接下来，该团队使用高分辨率显微镜结合免疫组织化学来记录幼虫的发育，重点关注其独特的结构。它们的详细描述将为未来的研究奠定基础，这些研究旨在利用遗传操作来功能解剖管状芽孢杆菌的发育。

　　此外，他们还提供了一个例子，说明科学家如何利用棘皮动物的幼虫来研究密切相关生物解剖结构的多样性。在这种情况下，他们使用血清素免疫染色来显示血清素神经元的位置在不同类型的棘皮动物之间的差异。这种多样化发生的原因和方式是进化发育生物学中的一个悬而未决的问题。

　　Perillo获得了发育生物学学会的新兴研究生物体资助，以支持她的工作并继续她对管状芽孢杆菌的研究。

　　佩里罗说:“海参是一种迷人的动物，我们对它了解得越多，它作为一种研究生物的价值就越大。”“我现在的计划是开发遗传工具，以帮助进一步将其定性为进化-发展中的新兴比较模型。同时，这项合作工作为在MBL建立一个新的海参物种奠定了基础。”