|
|
Srovnání kraniální skeletogeneze a odontogeneze bazálních zástupců paprskoploutvých ryb
Pospíšilová, Anna ; Černý, Robert (vedoucí práce) ; Přikryl, Tomáš (oponent) ; Buchtová, Marcela (oponent)
Skeletální, tzn. chrupavčité, kostěné a zubní tkáně patří ke klíčovým inovacím nás obratlovců. Jednu z druhově nejpočetnějších skupin obratlovců vůbec reprezentují paprskoploutvé ryby (Actinopterygii), což se odráží i v mimořádné diverzitě jejich skeletálních systémů. V této práci se zabývám překvapivě odlišnou kraniální i dentální architekturou zastoupenou již u členů bazálních linií paprskoploutvých ryb. Zatímco bichiři a kostlíni svým masivním exoskeletem hlavy i trupu představují doslova obrněné formy se zuby několika typů pokrývajícími celou orofaryngeální oblast, u jeseterů došlo k rozsáhlé redukci a restrukturalizaci skeletu včetně dentice, takže dospělci jsou bezzubí. Celou analýzu zastřešuje štika, tedy zástupce kostnatých ryb s odlehčenou skeletální architekturou při zhruba srovnatelném počtu kraniálních elementů. Předkládaná práce nabízí první komplexní srovnávací analýzu jejich skeletogeneze a odontogeneze, která nám umožní porozumět tomu, co vývojově zakládá odlišnou kraniální architekturu obratlovců. Komparativní deskripce růstové dynamiky chrupavčitých a kostěných tkání odhalila distribuci heterochronií na několika úrovních. Rozdílné bylo tedy (i) pořadí (sekvence) formování chrupavčitých i kostěných kraniálních regionů, (ii) relativní načasování počátku samotné chondrogeneze a...
|
|
|
Role of transcription factors MEIS in the origin and development of the neural crest
Fábik, Jaroslav ; Machoň, Ondřej (vedoucí práce) ; Buchtová, Marcela (oponent) ; Procházka, Jan (oponent)
(SLOVAK) Jedinečná u stavovcov, neurálna lišta predstavuje multipotentnú bunkovú populáciu, ktorá migruje cez telo a dáva vznik množstvu rôznych typov buniek a tkanív. Bunky hlavovej neurálnej lišty osídľujú vyvíjajúce sa faryngové oblúky a zakladajú skeletogénne kondenzácie, ktoré vytvárajú budúce kosti a chrupky tváre a krku. Tieto bunky tiež vysielajú a prijímajú signály zo susedných tkanív ne-neurálneho pôvodu, akými sú napríklad mandibulárny epitel a prekurzory svalových buniek. Takéto vzájomné interakcie dávajú vznik orgánom a štruktúram, ako napríklad jazyku. Cieľom tejto práce bolo objasniť úlohy transkripčných faktorov MEIS, obsahujúcich homeodoménu, v bunkách neurálnej lišty a behom kraniofaciálneho vývoja, a to prostredníctvom myšieho modelu s kondicionálnou inaktiváciou Meis2 génu v bunkách neurálnej lišty. V našej práci ukazujeme, že transkripčný faktor MEIS2 je exprimovaný v mediálnej oblasti vyvíjajúcej sa mandibuly (dolnej čeľuste) a vo vyvíjajúcom sa jazyku. Kondicionálna inaktivácia Meis2 v bunkách neurálnej lišty prostredníctvom myšej línie Wnt1-Cre2 vedie k hypoplázii jazyka a mandibuly, ako i k tvorbe ektopickej kosti na úkor vývoja jazyka. Tieto anomálie súvisiace s mandibulárnym oblúkom sú sprevádzané stratou Hedgehog signalizácie v mandibulárnom epiteli, rozšírenou expresiou...
|
|
|
Comparative development & evolution of adenohypophysis in basal fishes
Brezarová, Dominika ; Černý, Robert (vedoucí práce) ; Buchtová, Marcela (oponent)
fýza je hlavní endokrinní žlázou v hlavě obratlovců s mnoho důležitými funkcemi jako jsou produkce hormonů a kontrola sekrece u ostatních žláz a se spoustou kontroverzností oblasti jejího vývoje a původu. Adenohypofýza (ADH), jež je přední částí hypofýzy, vzniká rostrálně položené plakody, která následně migruje k neurohypofýzou, již je evaginací ventrálního hypothalamu. Díky jejímu původu ektodermální plakody je ADH často brána jako součást obratlovčí nové hlavy. Nedávno se ale ukázalo, že u teleos ních ryb je zde příspěvek endodermu do jejího vývoj, což potvrzuje tvrzení o původů této žlázy už u před obratlovců z prastaré faryngální struktury. této práci ván vývoj ADH u tří druhů bazálních ryb (bichirů, jeseterů a kostlínů) pravděpodobně představující vývojové paterny kraniogeneze u raných obratlovců. U všech tří ryb je jak raný vývoj, tak pozdější migrace ADH úzce spjata s faryngální doménou v rostrální části hlavy. U jeseteřích embryí ADH migruje mezi mozkem a touto faryngální doménou které dále separuje ADH a formující se ústa. U bichirů se ADH později otevírá směrem do úst a kostlín má faryngální žlázu která má sekreční funkci směrem do úst, jež může př pozůstatek proto hypofýzy. Tato práce podporuje evoluční scénář, že obratlovčí ADH vznikla modifikacemi starobylé faryngální žlázy možnou exokrinní...
|
|
|
Evolution of the gene regulatory network underlying the formation of the gastrula organizer
Macháčová, Simona ; Kozmikova, Iryna (vedoucí práce) ; Krylov, Vladimír (oponent) ; Buchtová, Marcela (oponent)
Během gastrulace je embryo obratlovce organizováno ze shluku buněk do bilaterálně symetrického těla. Tento organizační proces je řízen organizátorem gastrulace. Jeho vznik je indukován mateřskou signalizací Wnt/β-catenin a Nodal/Activin signalizací lokalizovanou v budoucí dorzální oblasti embrya. Regulační prostředí pak spouští expresi genů specifických pro organizátor gastrulace, které vytvářejí morfogenní gradienty v embryonálním těle, a proto poskytují každé buňce informaci o její poloze. Evoluce regulace vzniku organizátoru gastrulace v embryu však zůstává neznámá. Zde se snažíme otestovat kompatibilitu cis-regulačních modulů z bezobratlých s genovou regulační sítí obratlovců. Vnesli jsme proto fluorescenční reportérové geny pod kontrolou regulační sekvence genů bezobratlých specifických pro organizátor do obratlovčího modelu, abychom mohli pozorovat jejich chování v kontextu genové regulační sítě obratlovců. Našli jsme a funkčně ověřili 500 bp dlouhou sekvenci z kopinatce (enhancer), která je nezbytná a dostatečná pro řízení správné exprese genu Chordin v organizátoru gastrulace v rybě (zebřička pruhovaná). Chordin je významný gen specifický pro organizátor gastrulace, který antagonizuje BMP signalizaci (Bone Mophogenic Protein). Testovali jsme také další geny bezobratlých, zda jsou...
|
|
|
Analýza buněk neurální lišty a raného kraniofaciálního vývoje u vybraných zástupců paprskoploutvých ryb
Štundl, Jan ; Černý, Robert (vedoucí práce) ; Buchtová, Marcela (oponent) ; Machoň, Ondřej (oponent)
Neurální liště (NL) je přisuzován zásadní podíl na vývoji a evoluci nás obratlovců. Jednou z jejích klíčových vlastností je schopnost diferencovat se do mnoha nových buněčných typů, a právě kvůli této pluripotenci je neurální lišta často označována za čtvrtou zárodečnou vrstvu. Zatímco buňky NL v trupu migrují jednotlivě, buňky hlavové neurální lišty (HNL) migrují z neurální trubice ve třech stereotypních proudech podél antero-posteriorní osy, kde prvním proudem je trigeminální následovaný hyoidním a branchiálním proudem. V předkládané práci jsem se zaměřil na studium HNL v kontextu rané kraniogeneze u třech druhů ryb reprezentujících všechny linie ne-kostnatých ryb (bichira, jesetera a kostlína), a dále pak na jednoho zástupce korunové skupiny kostnatých ryb (štiku). Přestože jsou vznik a migrace HNL u všech obratlovců považovány za velmi stereotypní, má práce dokládá, že migrace HNL není zcela tak konzervativní, jak je v literatuře běžně uváděno. U bichira, kostlína a štiky se mi podařilo identifikovat unikátní morfogenezi hyoidního proudu HNL, který překvapivě začíná migrovat jako úplně první proud HNL. Tato vývojová heterochronie je spojena s vývojem klíčových hyoidních struktur těchto studovaných druhů: vnějších žaber bichira, mohutného operkula kostlína a s ranou morfogenezí chrupavčitého...
|
|
|
Patogeneze končetin u myší Sprouty2/Sprouty4
Cimlerová, Markéta ; Hovořáková, Mária (vedoucí práce) ; Buchtová, Marcela (oponent)
Sprouty proteiny hrají roli negativních regulátorů receptor tyrosin kináz (RTK), mezi něž se řadí i signální dráha fibroblastového růstové faktoru (FGF). Tato dráha je během embryonálního vývoje podstatná pro regulaci buněčné proliferace, migrace, diferenciace a apoptózy a její činnost je nepostradatelná pro normální vývoj končetin. Nedílnou součástí této dráhy jsou i receptory FGF (FGFR), z nichž ku příkladu FGFR3 významně ovlivňuje chondrocyty v růstové ploténce a jeho mutacemi dochází k rozvoji chondrodysplastických syndromů. Sprouty proteiny mají významné role během vzniku tělesných tkání v procesu organogeneze. Bylo prokázáno, že Sprouty2 a Sprouty4 se uplatňují v tvorbě mnoha orgánů, jako je mozek, plíce, zuby, ale především také v tvorbě končetin. Sprouty2 je regulátor enchondrální osifikace, moduluje signalizaci v osteoblastech a chondrocytech a je podstatný pro normální proliferaci a diferenciaci chondrocytů. Sprouty4 je exprimován v růstové zóně končetinového pupene. Narušení exprese genů Sprouty2 a Sprouty4 vede ke vzniku končetinových vad, což bylo dokázáno např. na myších či kuřecích embryích. V předložené práci se zabýváme vývojem končetin transgenních myší s deficiencí Sprouty2/Sprouty4, u nichž byly v rámci preliminární studie detekovány mimo jiných vad i patologie předních...
|
|
|
Vývoj, evoluce a homologie příchytných žláz a orgánů nižších obratlovců
Minařík, Martin ; Černý, Robert (vedoucí práce) ; Ráb, Petr (oponent) ; Buchtová, Marcela (oponent)
Celá řada obratlovců se v raných stádiích larválního vývoje vyznačuje přítomností takzvaných cementových či adhezivních orgánů. Tyto specializované, kraniálně lokalizované žlázy produkují mukopolysacharidový sekret, jenž umožňuje larvám přichycení k substrátu a tím i setrvání v prostředí s dostatkem kyslíku a mimo dosah predátorů až do doby, než se plně vyvine trávicí a pohybová soustava. Detailně prostudovaným příkladem tohoto typu orgánu je cementová žláza drápatky vodní (Xenopus laevis), jež slouží jako modelový orgán diferenciace anteriorních struktur hlavy. Na základě exprese některých transkripčních faktorů a shodného ektodermálního původu byla navržena homologie cementových žláz drápatky a kostnatých (Teleostei) s adhezivními papilami sumek. Nedostatek znalostí o podobných orgánech dalších skupin však jakékoli definitivní vyslovení homologie na takto široké fylogenetické škále značně komplikovala. V předkládané práci jsem se zaměřil na studium cementových orgánů či jim odpovídajících struktur u tří druhů bazálních paprskoploutvých ryb: bichira senegalského (Polypterus senegalus), jesetera malého (Acipenser ruthenus) a kostlína mexického (Atractosteus tropicus). S použitím in vivo značení buněk epitelu prvostřeva, doplněného vizualizací hlavového entodermu pomocí počítačové mikrotomografie se...
|
|
|
Vývojová morfogeneze příchytných žláz a orgánů u nižších obratlovců
Minařík, Martin ; Černý, Robert (vedoucí práce) ; Buchtová, Marcela (oponent)
Adhezivní orgány jsou mezi larvami obratlovců široce rozšířenými strukturami. Larvám umožňují přichycení k substrátu a tím prodloužení času nutného na vývoj úst či pohybového aparátu. Známy jsou také obdobné struktury u sumek, vršenek a dokonce u kopinatce. Nabízí se tedy myšlenka, že přítomnost určitého typu adhezivní žlázy by mohla být charakteristikou ancestrálního stavu larev strunatců. Zatímco však u většiny druhů jsou tyto žlázy odvozeny od ektodermu, u bichira, zástupce bazální skupiny paprskoploutvých ryb, byl již na počátku 20. století popsán jejich entodermální původ. Původní studie však od té doby téměř upadla v zapomnění a ani recentní práce na toto téma nepřicházejí s novými poznatky. Kvůli zásadnímu přínosu studia entodermálního adhezivního orgánu bichira pro pochopení vztahu mezi tímto typem struktur u strunatců obecně, jsem se rozhodl na tento problém zaměřit. Pro získání vhodných komparativních dat byla do této studie zahrnuta také embrya drápatky, piskoře a žebrovníka. Kombinací imunohistochemických a histologických technik byl prokázán entodermální původ cementových orgánů bichira a detailně popsána jejich morfogeneze. Výsledky také naznačují, že přes odlišný původ se orgány bichira vyvíjejí v podobném tkáňovém kontextu jako cementová žláza drápatky. Také je však evidentní, že jejich...
|
|
|
Early craniofacial and dental morphogenesis in bichir, P. senegalus
Kráľovič, Martin ; Černý, Robert (vedoucí práce) ; Buchtová, Marcela (oponent)
Bichiry, ako najbazálnejší zástupcovia skupiny Actinopterygii, predstavujú dôležitý článok pre pochopenie evolučných procesov nižších stavovcov a môžu pomôcť identifikovať pleziomorfné stavy znakov nielen skupiny Actinopterygii a Sarcopterygii, ale i čeľustnatých stavovcov (Gnathostomata) všeobecne. Doterajšia vzácnosť ich embryonálneho materiálu však bránila detailnejšiemu poznaniu vývinu týchto zaujímavých stavovcov. Moja práca je založená na opakovaných úspešných odchovov druhu Polypterus senegalus v ČR a mal som možnosť analyzovať cez 70 jedincov v kľúčových vývinových štádiách. Zameral som sa na raný vývin zubov a dentice v orálnej oblasti i na branchiálnych oblúkoch v kontexte vývinu orofaryngeálnej dutiny. Orofaryngeálna dutina bichira vzniká pomerne unikátne schizocélným spôsobom, najranejšia morfogenéza hlavy je zrejme ovplyvňovaná prítomnosťou cementových (príchytných) orgánov. Raný vývin úst zahŕňa formáciu unikátnych štruktúr, ktoré som nazval epitelové mostíky (epithelial bridges) (Kralovic et al., 2009), a ktoré môžu predstavovať ekto-endodermálnu hranicu, kľúčovú pre zakladanie a paternovanie dentice. Porovnával som vývin orálných a faryngealných zubov a zistil som, že medzi vznikom prvých zubov v ústach a vo faryngeálnej dutine je výrazný časový posun, zrejme v priamej závislosti na...
|
|
| |
host ::
RSS.