Symetrie vs. asymetrie v morfogenezi
1
Obsah
buněčné mechanismy přispívající k determinaci
symetrie/asymetrie
molekulární regulace symetrie
modely regulace
příklady poruch symetrie a asymetrie (situs ambiguus,
situs inversus, ..)
Jak embrya uspořádávají/orientují L/P osu s ohledem na
další dvě osy a střední linii těla?
Kdy to nastává a kdy embryo začne rozlišovat svou pravou
a levou stranu?
Jak se tato informace šíří tkáněmi a řídí regiony s levou a
pravou identitou?
Jaký je vztah mezi chiralitou (chováním buněk v kultuře) a
směrovou asymetrií (např. tělesná stavba u obratlovců)?
Jaký je vztah lateralizace jiných aspektů těla (behaviorální,
imunologický, uspořádání proudů chlupů) k signalizačním
drahám, které ustanovují polohu orgánu?
Jak konzervované jsou tyto mechanizmy napříč živočichy a
jaký je evoluční vztah mezi různými způsoby jak tento
problém řeší různé živočišné skupiny?
Cílem je i nalezení vývojových příčin způsobujících
kongenitální poruchy laterality 3
Hlavní otázky
Determinace os
Grimes 2019 4
anterio-posteriorní (A-P)
dorzo-ventrální (D-V)
levá a pravá strana
Asymetrie ve vývoji
(1) fluktující asymetrie
(2) anti-symetrie
(3) směrové asymetrie
5
Poruchy asymetrie
situs ambiguus
situs inversus
6
Corral et al. 2013
Poruchy asymetrie
7
Symetrie ve vývoji
8
Symetrie vs. asymetrie
9
Symetrie vs. asymetrie
10
Poruchy symetrie
Holt-Oram syndrom
Idiopatická skolióza
11
Narušení symetrie: od asymetrických molekul
k asymetrickým embryím
Slabé jaderné síly
Chiralita molekul (L- nebo D- AMK)
Chiralita organel (centriol)
12
Narušení symetrie: od asymetrických molekul
k asymetrickým embryím
13
- asymetrie morfologie buněk, nebo jejich chování
- vnitřní vlastnosti tkání (adheze mezi buňkami, uspořádání
jednotlivých komponent cytoskeletu jako je aktin a myosin)
Ferreira and Vermot 2016
Modely vzniku asymetrie
14
15
Rotace cilií
Ferreira and Vermot 2016
Rotace cilií
16
17
18
19
Poruchy funkce cilií
Kartagenerův syndrom
iv myší model
20
„Ion flux model“
21
L-P organizátor (LRO)
22Grimes 2019
L-P organizátor (LRO)
23
Asymetrické proudění tekutin
24Grimes 2019
Fylogeneze
25Grimes 2019
Tvorba symetrie: ochrana symetrických
struktur od asymetrických vlivů
26Gilbert 2010
Koncept vývoje symetrických struktur
27Grimes 2019
Kyvadlový model
28Grimes 2019
Klínový model
29Grimes 2019
Udržení symetrického růstu končetinových pupenů
30Gilbert 2010
Regulace vývoje končetinového pupene
31Grimes 2019
Holt-Oram syndrom
32
Holt-Oram syndrom
33Sulaiman et al. 2016
Hrudní končetina
34Grimes 2019
Obrácení fenotypu
35Sulaiman et al. 2016
Pánevní končetina
36Grimes 2019
Pitx1 ve vývoji pánevní končetiny
37
Kompenzace díky Pitx2
38Shiraishi and Ichikawa, 2012
Kompenzace díky Pitx2
39Grimes 2019
Regulace symetrického růstu
40Roselló-Díez and Joyner, 2015
41Roselló-Díez and Joyner, 2015
„Catch-up growth“
42
„Catch-up growth“
43Rosello-Diez et al. 2018
„Catch-up growth“
44
Vliv na kontralaterální stranu
45
Busse et al. 2018
„Limb length discrepancy“ (LLD)
46
47