velikost textu

Identification and characterization of main genetic components involved in phototransduction and vision of the cubozoan jellyfish Tripedalia cystophora

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Identification and characterization of main genetic components involved in phototransduction and vision of the cubozoan jellyfish Tripedalia cystophora
Název v češtině:
Identifikace a charakterizace hlavních genetických komponent účastnících se fototransdukce a zrakové percepce u medúzy čtyřhranky Tripedalia cystosphora
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Michaela Liegertová, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Zbyněk Kozmík, CSc.
Oponenti:
Mgr. Robert Černý, Ph.D.
MUDr. Zdeněk Kostrouch, CSc.
Id práce:
84580
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Vývojová a buněčná biologie (P1529)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
22. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
ABSTRAKT (Česky) Mnoho živočichů vnímá světlo pomocí fotoreceptorů, obsahujících světločivný pigment, jehož základ tvoří protein opsin. Žahavci jsou bezesporu první živočišný kmen, u kterého můžeme nalézt dobře vyvinutý a komplexní zrakový systém (komplexní oči morfologicky podobné očím obratlovců). Evoluční historie fototransdukce a vzniku jednotlivých zrakových komponent (od světločivných opsinů po strukturální geny čoček) zůstává dodnes sporná. V této práci jsme se rozhodli k tématu přistoupit s využitím širokého multidisciplinárního přístupu, kombinujícího moderní metody molekulární biologie a bioinformatiky. Podrobná celogenomová analýza čtyřhranky trojité (Tripedalia cystophora), byla doplněna analýzami genové exprese, funkčními testy v buněčných kulturách a farmakogenetickým testováním (behaviorální testy). Za prvé, v genomu byl odhalen překvapivě velký počet genů pro opsiny se zřetelnou tkáňově a vývojově specifickou expresí. Rozsáhlá fylogenetická analýza vedla k vymezení opsinů čtyřhranek jako sesterské větve k c-opsinům a ke zmapování expanze opsinů v této živočišné linii. Funkční testy v buněčných kulturách odhalily, že Gs-cAMP signalizace je typická pouze pro malou podskupinu opsinů a naznačily, že většina opsinů čtyřhranek signalizuje odlišnou a doposud neidentifikovanou kaskádou. Dále funkční testy odhalily jemné rozdíly mezi jednotlivými opsiny, což naznačuje možné “vylaďovaní” pro specifické úlohy daných fotoreceptorů. Analýzy exprese genů vedly k identifikaci dvou odlišných fotoreceptorů v sítnici T. cystophora a poukázaly tak na další úroveň komplexity jejích očí. Data, získaná z výzkumu exprese genů vedla také k odhalení zcela nových domén exprese opsinů. V neposlední řadě studium genomu vedlo k odhalení dalších fototransdukčních komponent (připomínajících fototransdukční kaskádu obratlovců) a nových strukturních proteinů čoček.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT (English) Many of the metazoan phyla sense light by an opsin-based photopigment present in a photosensitive receptor cell (photoreceptor), with Cnidaria being arguably the earliest branching phylum containing a well-developed and complex visual system (advanced eyes morphologically similar to those of vertebrate). The evolutionary history of phototransduction and visual components (ranging from light-sensing opsins to structural genes of the lenses) is a long standing question. In this work, we decided to address this issue by applying a comprehensive multidisciplinary approach combining modern molecular biology methods with bioinformatics. Comprehensive genome-wide inspection of a cubozoan jellyfish Tripedalia cystophora, was complemented with gene expression analyses, together with functional (cell culture based assays) and behavioural (pharmacogenetics) testing. First, genome analysis uncovered the presence of a surprisingly large number of opsin genes with distinct tissue- and stage-specific expression. Our extensive phylogenetic analysis classified cubozoan opsins as a sister group to c-type opsins and documented a lineage-specific expansion of opsin gene repertoire. Functional tests in cell cultures provided evidence for the use of Gs-cAMP signalling pathway only in a small subset of opsins, indicating that the majority of cubozoan opsins likely signal by a distinct, yet unidentified pathway. In addition, these functional tests uncovered subtle differences among individual cubozoan opsins, suggesting a possible fine-tuning for specific photoreceptor tasks. The opsin expression data led to identification of two distinct photoreceptors in the retinas of T. cystophora, revealing yet another level of complexity of cubozoan advanced eyes. Furthermore, novel opsin expression domains were documented for the first time. Finally, genome analysis revealed the presence of vertebrate-like phototransduction cascade components, together with additional structural proteins of the lenses.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Michaela Liegertová, Ph.D. 25.42 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Michaela Liegertová, Ph.D. 347 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Michaela Liegertová, Ph.D. 341 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Michaela Liegertová, Ph.D. 630 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Robert Černý, Ph.D. 457 kB
Stáhnout Posudek oponenta MUDr. Zdeněk Kostrouch, CSc. 548 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 499 kB