velikost textu

Origins of vertebrate hematiopoiesis

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:
Origins of vertebrate hematiopoiesis
Název v češtině:
Fylogeneze krvetvorby obratlovců
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Ondřej Svoboda, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Petr Bartůněk, CSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Vladimír Divoký, Ph.D.
doc. MUDr. Jan Živný, Ph.D.
Id práce:
85222
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:
9. 9. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
progenitory, erytrocyty, trombocyty, megakaryocyty, granulocyty, HSC, MEP, TEP, krvetvorba, sebeobnova, diferenciace, epo, tpo, gcsf, scf, kolonie, BFU-E, CFU-E, CFU-T, CFU-TE, klonální kultura, dánio, kuře, paralog, homolog, cytokiny, WKM, ZEB
Klíčová slova v angličtině:
progenitors, erythrocytes, thrombocytes, megakaryocytes, granulocytes, HSC, MEP, TEP, hematopoiesis, self-renewal, differentiation, epo, tpo, gcsf, scf, colonies, BFU-E, CFU-E, CFU-T, CFU-TE, clonal assays, zebrafish, chicken, paralog, homolog, cytokines, WKM, ZEB
Abstrakt:
ABSTRACT (CZECH) Krvetvorba je závislá na schopnostech sebeobnovy a diferenciace krvetvorných kmenových buněk (HSCs). Tyto procesy jsou řízeny pomocí nejrůznějších mimo-buněčných a vnitro- buněčných signálů. Obecně je krvetvorba obratlovců velmi dobře konzervována. To však neplatí pro diferenciaci savčích a nesavčích erytrocytů a trombocytů. Během evoluce savců došlo k výrazným změnám během zrání těchto buněk. Savčí erytrocyty ztrácejí během diferenciace jádro a trombocyty vznikají odštěpováním z mnohojaderných megakaryocytů. Zdá se, že tyto změny přinesly celou řadu výhod, které primárně zvyšují biologickou fitness savčích buněk. Otázkou však zůstává evoluční původ těchto buněk, který jsme se rozhodli studovat na modelovém organizmu Dánia pruhovaného (zebřička). Nejprve však bylo nutné ustanovit podmínky kultivace rybích buněk ex vivo v tekutých a v polotuhých médiích. Připravili a charakterizovali jsme panel rybích cytokinů. Protože genom kostnatých ryb prošel během evoluce jednou duplikací navíc, mnoho genů nacházíme ve formě dvou paralogů. To se týká rovněž některých námi připravených cytokinů, např. Gcsf, Epo, Scf. Součástí této práce je charakterizace těchto paralogů. Naše výsledky ukazují, že rybí Gcsf je schopen kromě diferenciace myeloidních buněk se podílet také na sebeobnově a expanzi HSC. Jelikož savčí GCSF tuto roli ztrácí, zdá se, že rybí Gcsf funguje jako multifunkční cytokin, jehož některé funkce později během evoluce obratlovců převzaly jiné faktory, které u ryb chybí. Dalším cílem této práce bylo studium původu erytrocytů a trombocytů u obratlovců. Jasná korelace mezi stavbou a vývojem savčích a nesavčích erytrocytů a trombocytů nás vedla k vytvoření „Integrovaného modelu krvetvorby“. Díky těmto poznatkům jsme se rozhodli použít nesavčí modelové organizmy (kuřata a ryby) jako nástroj k nalezení nových evolučně konzervovaných regulátorů krvetvorby. Výsledkem byla identifikace několika genů, které se potenciálně účastní těchto procesů.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT (ENGLISH) Hematopoiesis is dependent on the actions of hematopoietic stem cells (HSCs). This process is tightly controlled through a complex array of extrinsic and intrinsic factors. Even though the hematopoiesis seems to be well conserved across the disparate vertebrate animals, erythroid and thrombocytic differentiation have changed during the evolution of mammals. Specifically, adult mammalian red blood cells have the unique feature of being enucleated, and mammalian thrombocytes are not individual cells, but fragments of megakaryocytes, instead. It is likely that these enhancements provided a survival advantage to early mammalian species; however, they also bring up the question of evolutionary origin of these cells that studied using zebrafish (Danio rerio) model. First, it was necessary to generate a toolbox of a recombinant cytokines and optimized culture media that allowed us to manipulate zebrafish hematopoietic cells ex vivo in liquid and clonal cultures. Interestingly, teleost species underwent an extra duplication event during their evolution and as a result, two copies (paralogs) of some of the genes are present in zebrafish. This was also the case for majority of the cytokines from our toolbox and here, we provide functional characterization of these paralogs. Strikingly, our results demonstrate that zebrafish Gcsf signaling is required, in addition to myeloid differentiation, also for HSC specification and expansion - roles that have not been ascribed to mammalian Gcsf. In addition, we aimed to track the origins of vertebrate erythro-thrombocytic system. Clear link between mammalian and non-mammalian erythroid and thrombocytic cells led us to propose the “Integrated model of hematopoiesis”. This model enable us to use non- mammalian model organisms to uncover novel evolutionary conserved mechanisms of hematopoietic cell fate determination. As a result, we identified several candidate genes that likely act to control HSPC, thrombocytic and erythroid commitment.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Ondřej Svoboda, Ph.D. 13.73 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Ondřej Svoboda, Ph.D. 342.82 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Ondřej Svoboda, Ph.D. 444 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Ondřej Svoboda, Ph.D. 442 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Vladimír Divoký, Ph.D. 386 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. MUDr. Jan Živný, Ph.D. 84 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 523 kB