Extracellular matrix (ECM) plays a dynamic role during tissue development and re-growth. Body part regeneration efficiency relies also on effective ECM remodelling and deposition. Among invertebrates, echinoderms are well known for their striking regenerative abilities since they can rapidly regenerate functioning complex structures. To gather insights on the involvement of ECM during arm regeneration, the brittle star Amphiura filiformis was chosen as experimental model. Eight ECM genes were identified and cloned, and their spatio-temporal and quantitative expression patterns were analysed by means of whole mount in situ hybridisation and quantitative PCR on early and advanced regenerative stages. Our results show that almost none of the selected ECM genes are expressed at early stages of regeneration, suggesting a delay in their activation that may be responsible for the high regeneration efficiency of these animals, as described for other echinoderms and in contrast to most vertebrates. Moreover, at advanced stages, these genes are spatially and temporally differentially expressed, suggesting that the molecular regulation of ECM deposition/remodelling varies throughout the regenerative process. Phylogenetic analyses of the identified collagen-like genes reveal complex evolutionary dynamics with many rounds of duplications and losses and pinpointed their homologues in selected vertebrates. The study of other ECM genes will allow a better understanding of ECM contribution to brittle star arm regeneration.

中文翻译：

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Amphiura filiformis 手臂再生过程中细胞外基质基因的表达

细胞外基质 (ECM) 在组织发育和再生长过程中发挥着动态作用。身体部位再生效率还依赖于有效的 ECM 重塑和沉积。在无脊椎动物中，棘皮动物以其惊人的再生能力而闻名，因为它们可以快速再生功能复杂的结构。为了深入了解 ECM 在手臂再生过程中的参与，选择了脆性星形 Amphiura filiformis 作为实验模型。鉴定并克隆了八个 ECM 基因，并通过整装原位杂交和早期和晚期再生阶段的定量 PCR 分析了它们的时空和定量表达模式。我们的结果表明，几乎没有选定的 ECM 基因在再生的早期阶段表达，表明它们的活化延迟，这可能是这些动物的高再生效率的原因，如其他棘皮动物所述，与大多数脊椎动物相反。此外，在晚期，这些基因在空间和时间上差异表达，表明 ECM 沉积/重塑的分子调控在整个再生过程中发生变化。已鉴定的胶原样基因的系统发育分析揭示了复杂的进化动力学，具有多轮重复和丢失，并在选定的脊椎动物中确定了它们的同源物。对其他 ECM 基因的研究将有助于更好地了解 ECM 对脆性星臂再生的贡献。如其他棘皮动物所述，与大多数脊椎动物相反。此外，在晚期，这些基因在空间和时间上差异表达，表明 ECM 沉积/重塑的分子调控在整个再生过程中发生变化。已鉴定的胶原样基因的系统发育分析揭示了复杂的进化动力学，具有多轮重复和丢失，并在选定的脊椎动物中确定了它们的同源物。对其他 ECM 基因的研究将有助于更好地了解 ECM 对脆性星臂再生的贡献。如其他棘皮动物所述，与大多数脊椎动物相反。此外，在晚期，这些基因在空间和时间上差异表达，表明 ECM 沉积/重塑的分子调控在整个再生过程中发生变化。已鉴定的胶原样基因的系统发育分析揭示了复杂的进化动力学，具有多轮重复和丢失，并在选定的脊椎动物中确定了它们的同源物。对其他 ECM 基因的研究将有助于更好地了解 ECM 对脆性星臂再生的贡献。已鉴定的胶原样基因的系统发育分析揭示了复杂的进化动力学，具有多轮重复和丢失，并在选定的脊椎动物中确定了它们的同源物。对其他 ECM 基因的研究将有助于更好地了解 ECM 对脆性星臂再生的贡献。已鉴定的胶原样基因的系统发育分析揭示了复杂的进化动力学，具有多轮重复和丢失，并在选定的脊椎动物中确定了它们的同源物。对其他 ECM 基因的研究将有助于更好地了解 ECM 对脆性星臂再生的贡献。