Evolution of the gene regulatory network underlying the formation of the gastrula organizer

• Název práce v češtině: Evoluce genové regulační sítě pro ustanovení organizátoru gastrulace
• Název v anglickém jazyce: Evolution of the gene regulatory network underlying the formation of the gastrula organizer
• Klíčová slova: Organizátor gastrulace, gastrulace, transgeneze, genová regulační oblast, enhancer, promotor, signální dráhy, light-sheet mikroskopie
• Klíčová slova anglicky: The organizer of gastrulation, gastrulation, transgenesis, gene regulatory region, enhancer, promoter, signaling pathways, light-sheet imaging
• Akademický rok vypsání: 2015/2016
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: Iryna Kozmikova, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 22.10.2015
• Datum zadání: 22.10.2015
• Datum odevzdání elektronické podoby: 02.12.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 25.01.2023
• Oponenti: doc. RNDr. Ing. Vladimír Krylov, Ph.D.
• Konzultanti: RNDr. Zbyněk Kozmik, CSc.

Předběžná náplň práce

Bude studován genetický program, kterým je řízen vývoj organizátoru gastrulace u některých bezobratlých (kopinatec Branchiostoma lanceolatum, žahavec Nematostella vectensis) a podobnosti resp. odlišnosti tohoto genetického programu u obratlovců (ryba Danio rerio). Projekt poskytne molekulárně-genetický vhled do evoluce organizátoru gastrulace. Hlavním metodickým přístupem bude komparativní analýza regulace (kontrola časové a prostorové exprese) genu Chordin u kopinatce, žahavce a ryby pomocí transgeneze. Kromě přípravy transgenních konstruktů a vlastní transgeneze, budeme provádět cílenou mutagenezi transgenních konstruktů a jejich zpětné vnášení do modelových organismů. Aktivita transgenních konstruktů bude monitorována pomocí vizualizaci exprese EGFP reportérového genu na živých případně fixovaných embryích. Transgeneze bude prováděna nejen v homologním ale i v heterologním kontextu (tj. např. regulační oblast genu Chordin z kopinatce bude testována v rybě). Cílem bude identifikovat transkripční faktory a signální dráhy, které jsou nezbytné pro správnou regulaci exprese Chordinu, a zjistit evoluční konzervovanost regulačního mechanismu. K detekci exprese genů bude obecně použito whole mount in situ hybridizace na embryích a imunohistochemických detekcí za pomoci specifických protilátek. V případě, že bude pomocí reportérových genů a transgeneze identifikována regulační oblast (enhancer) zodpovědná za expresi Chordinu v organizátoru během gastrulace, bude provedena mutageneze tohoto regulačního elementu pomocí TALEN/CRISPR technologie přímo v genomu příslušného organismu.