Experimentální embryologie Bi1130 Bezobratlí – Ryby – Obojživelníci – Ptáci – Savci Model Xenopus ve (Vývojové) biologii Mgr. Jakub Harnoš, Ph.D. 9. června 2021 Bi11302 Úvodem… Z jedné cvičebnice pro Vývojovou biologii (Olive et al., 2003) Bi11303 Úvodem… Z jedné cvičebnice pro Vývojovou biologii (Olive et al., 2003) ̶ Practical courses are intended not only to develop laboratory skills, but also to cause students to question natural phenomena and give them matters on which to think further. Bi11304 Úvodem… Z jedné cvičebnice pro Vývojovou biologii (Olive et al., 2003) ̶ Practical courses are intended not only to develop laboratory skills, but also to cause students to question natural phenomena and give them matters on which to think further. ̶ We wanted by means of this practical course to shift students from an inert listening status to active participation. Bi11305 Úvodem… Z jedné cvičebnice pro Vývojovou biologii (Olive et al., 2003) ̶ Practical courses are intended not only to develop laboratory skills, but also to cause students to question natural phenomena and give them matters on which to think further. ̶ We wanted by means of this practical course to shift students from an inert listening status to active participation. ̶ Developmental biology is never so fascinating as when one is observing living material and exploring its entire dimension through experimental embryology. Bi11306 Úvodem… Z jedné cvičebnice pro Vývojovou biologii (Olive et al., 2003) ̶ Practical courses are intended not only to develop laboratory skills, but also to cause students to question natural phenomena and give them matters on which to think further. ̶ We wanted by means of this practical course to shift students from an inert listening status to active participation. ̶ Developmental biology is never so fascinating as when one is observing living material and exploring its entire dimension through experimental embryology. https://www.youtube.com/watch?v=dXpAbezdOho https://www.youtube.com/watch?v=IjyemX7C_8U Bi11307 Dnešní osnova ̶ 1. Obecně k obojživelníkům ̶ 2. Historie modelu Xenopus ̶ 3. Proč Xenopus jako model? ̶ 4. Životní cyklus ̶ 5. Příklady použití ve Vývojové biologii Bi11308 1. Obecně Jak si představujete žábu/Xenopa? Bi11309 1. Obecně Obrázek převzat z https://www.eurekalert.org/ Bi113010 1. Obecně k obojživelníkům Phylogeny & Taxonomy (amphibiaweb.org) Bi113011 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 Bi113012 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 Obrázek převzat z Gurdon et Hopwood, 2000 François Marie Daudin (1776 - 1803) Bi113013 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 Bi113014 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 Kolem 1880 – Amphibia se dostávají do popředí (Wilhelm Roux, evropské druhy žab, Rana) Developmental Biology: Observing Evolution in Fast Forward - The Institution for Science Advancement (ifsa.my) Bi113015 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 Kolem 1880 – Amphibia se dostávají do popředí (Wilhelm Roux, evropské druhy žab, Rana) Developmental Biology: Observing Evolution in Fast Forward - The Institution for Science Advancement (ifsa.my) 1924 – Spemann-Mangoldová (mloci) Developmental Biology: Observing Evolution in Fast Forward - The Institution for Science Advancement (ifsa.my) Bi113016 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 Bi113017 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 • výhradně akvatický druh + rezistence na nemoci • nenáročný laboratorní chov • přirozený výskyt v Africe, karnivorní predátoři (hmyz, korýši, ryby) možnost indukovat rozmnožování (celoročně) Bi113018 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 Xenopus – běžný od 40. do 60. let 20. st. v nemocnicích a laboratořích v Evropě a USA (proč?) Bi113019 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 Xenopus – běžný od 40. do 60. let 20. st. v nemocnicích a laboratořích v Evropě a USA (proč?) Test plodnosti (hCG v moči) 1928 – Anscheim+Zondek: 5 samic myší 2x denně, 3 dny → utracení, analýza ovarií 1931 – Friedman: králíci (míň a rychleji) → utracení, analýza ovarií 1933 – Hogben (+Shapiro and Zwarenstein): 1x injekce do žáby → vajíčka za 8-12 h. Bi113020 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 ̶ 4. fáze: tzv. „vývojověbiologická“ od cca 1960 dodnes Bi113021 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 ̶ 4. fáze: tzv. „vývojověbiologická“ od cca 1960 dodnes Pieter Nieuwkoop (1917-1996) 1956: Normal Table of Xenopus laevis (Daudin) Job Faber NF system Bi113022 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 ̶ 4. fáze: tzv. „vývojověbiologická“ od cca 1960 dodnes Obrázek převzat z Gurdon et Hopwood, 2000 Bi113023 2. Historie modelu Xenopus ̶ 1. fáze: tzv. „muzejní“ od 1802 do cca 1899 ̶ 2. fáze: tzv. „chovatelsko-histologická“ od cca 1899 do cca 1930 ̶ 3. fáze: tzv. „endokrinologická“ od cca 1930 do cca 1960 ̶ 4. fáze: tzv. „vývojověbiologická“ od cca 1960 dodnes Sir John B. Gurdon (1933 - ) 1958 2012 (Nobelova cena) Bi113024 3. Xenopus jako model Vývojové biologie Bi113025 3. Xenopus jako model Vývojové biologie XENOPUS (Vertebrata) jako ZDROJ EMBRYÍ (od 60. let 20. století) ̶ Ø 1 mm (nemění se do NF stádia 10) ̶ cca 1500-3000 embryí/1 samice ̶ indukce během celého roku pomocí hCG Obrázek převzat z wikipedia.org Bi113026 3. Xenopus jako model Vývojové biologie XENOPUS (Vertebrata) jako ZDROJ EMBRYÍ (od 60. let 20. století) ̶ Ø 1 mm (nemění se do NF stádia 10) ̶ cca 1500-3000 embryí/1 samice ̶ indukce během celého roku pomocí hCG ̶ vývoj embryí mimo tělo matky = snadná manipulace + možnost injekcí (DNA/RNA, chemikálie: inhibitory, aktivátory, morpholina) Bi113027 3. Xenopus jako model Vývojové biologie XENOPUS ve srovnání s jinými modely Bi113028 3. Xenopus jako model Vývojové biologie XENOPUS ve srovnání s jinými modely Bi113029 3. Xenopus jako model Vývojové biologie XENOPUS ve srovnání s jinými modely Bi113030 3. Xenopus jako model Vývojové biologie XENOPUS laevis a tropicalis Obrázek převzat z xenbase.org Bi113031 3. Xenopus jako model Vývojové biologie XENOPUS laevis a tropicalis Bi113032 4. Životní cyklus Pohlavní dimorfismus, kloaka, „black nuptual pads“ This Is How a Tadpole Transforms Into A Frog | The Dodo - YouTube Obrázek převzat z xenbase.org Bi113033 5. Vývojová biologie a Xenopus • buněčný cyklus, replikace a reparace DNA • model pro tělní osy a organizace těla, regenerace končetin • Spemannův organizér (mloci) Spemann-Mangold Organizer and embryonic induction - YouTube Bi113034 Více info… http://www.xenbase.org/ Bi113035 Děkuji Vám za pozornost