undefined undefined Ploštěnky Ploštěnci (Platyhelminthes), ploštěnky (Turbellaria) - první triblastičtí, bilaterálně souměrní (planární, obvykle trikladističtí sladkovodní) živočichové s diferencovanými orgány (tj. mezi nezmarem a hlísticí) - model regenerační morfalaxe (tj. asexuální reprodukce) - model studia kmenových buněk (neoblastů) - nemají zárodečnou dráhu, ale funkční gen Vasa - hermafroditismus a štěpení, resp. sexuální a asexuální (chromosomálně-podmíněné) klony - znovuobjevení historického modelu regenerace (Darwin, Morgan) - model vývoje nervové soustavy (úloha fibroblastového růstového faktoru – úloha genu nou-darake) - photosensing system (negativní fototaxe) a úloha mozkových ganglií - model psychologie - jednoduchých podmíněných reflexů - model allometrie (regulace velikosti a proporcí těla) Charles Darwin – Wikipedie - evropský (Schmidtea mediterranea, 2n=8 chrs, C=7x108 pb) a japonský model (Dugesia japonica) - gene-down RNAi technologie (včetně ingesce E. coli) - whole-mount in situ hybridizace a imunohistochemie - model embryogeneze - ektopického žloutkového vaku žloutkové buňky vnější vrstva embryonální stěna Embryogeneze sladkovodního pláštěnce (přímý vývoj) zygoty vnější vrstva vnější vrstva vak žloutkové buňky blastomery blastomery embrya stěna vaječného vaku Regenerace hlavy u ploštěnky Dugesia dorotocephala amputace 1 den poté 2 dny 3 dny 4 dny 5 dnů 7 dnů extracelulární epitel matrix buňky mezenchymu odvozené z neoblastů neoblasty Dendrocoelum Schmidtea lacteum mediterranea kopulační aparát hltan hltan plaménkové fotoreceptory exkreční buňky senzorové neurony mozkové uzliny ovária žloutek příčné spoje nervové svazky anteriorní větev gastrovaskulární systém posteriorní větve testes Vizualizace trávicí a nervové soustavy ploštěnky požití fluoreskujícího latexu nervový systém vizualizován protilátkou vůči neuropeptidu cerebrální ganglia nervové provazce příčné spojové neurony 1 mm2 krmení („growth“) hladovění („degrowth“) Regulace proporcí těla podle dostupné potravy - ALLOMETRIE Antero-posteriorní specifikace je řízena homeotickými geny Anatomie ploštěnky Obnovení tělní polarity je řízeno gradienty morfogenů Regenerace dvojitého anteriorního jedince z krátkého fragmentu („ztráta či chyba polární paměti“) Transplantace druhé hlavy vede k potlačení regenerace amputované první hlavy (cf. nezmar) – tvorba hlavového inhibitoru ? Transplantace druhé hlavy do oblasti posterior (za hltanem) vede ke tvorbě páru nových hltanů v místě spojení (úloha morfogenních gradientů) Detekce replikace DNA s pomocí digesce BrdU - dělí se pouze neoblasty A) Phagocata sp. B) Girardia dorotocephala C) Schmidtea meditorranea 0,3 mm 100 um anteriorní blastéma posteriorní blastéma Akumulace nově se replikujících (dělících) buněk – neoblastů v oblastech regenerační blastémy 3 dny po amputaci anterioru či posterioru ploštěnky ( značení a detekce BrdU ) Whole–mount in situ hybridizace s cDNA sondami Ingesce bakteriálně exprimované dvouvláknové RNA inhibuje genovou expresi u ploštěnek Escherichia coli cDNA T7 T7 ds RNA + játra, agaróza a barvení potravy E. coli hltan ds RNA umělá potrava - mikroinjekce ds RNA či prosté krmení ds RNA produkujícími bakteriemi vede (stejně jako u Caenorhabditis elegans) k inhibici příslušných genů - inhibice persistuje po regeneraci, což umožňuje analýzu fenotypů - metoda transgenoze dosud nebyla u ploštěnek zvládnuta, ds RNA je tedy hlavním nástrojem identifikace funkce genů Využití RNA interference k identifikaci genů vyžadovaných k regeneračním procesům introdukce specifické ds RNA amputace ztráta schopnosti regenerace dvojitý anterior dvojitý posterior Ploštěnky v učebně psychologie : habituace a instrumentální kondiciování Názorný experiment z Oklahomské univerzity http://www.okstate.edu/artsci/psych/abramson/images/equip.jpg http://www.okstate.edu/artsci/psych/abramson/images/tank.jpg getit Regenerace vizuálního systému ploštěnky po amputaci hlavy (den 0): pigmentové buňky (*), fotoreceptorové buňky (>), spojovací neuron (]), ... Whole-mount imunobarvení protilátkou vůči arrestinu Modelování trajektorií negativní fototaxe ploštěnky start cíl směr světla normální jedinci bezhlaví jedinci Trajektorie pohybu ploštěnek po odstranění (den 0) a regeneraci hlavy světlo Pijavenky (Bdelloidea), kmen Vířníci (Rotatoria) asexuální červi („EVOLUČNÍ SKANDÁL“, Maynard Smith) banner2 ancient rotifer2-700679 -mikroskopičtí mnohobuněční živočichové, červi (100µm až 1mm) - velmi početní v mokrých stanovištích - anhydrobióza: klidové stádium a šíření - schopné fixovat fragmenty DNA (horizontální genový přenos) - - obligátní partenogeneze (samečci nejsou) - - asi 450 morphologicky rozlišitelných druhů - radiorezistence (vysoká účinnost reparací) Vířníci neznají genetickou rekombinaci, přesto se podrobují speciaci díky odlišné selekci a geografické izolaci. Dnes existuje asi 400 druhů starých přes 40 milionů let. Určitou genetickou variabilitu zajišťují kromě přirozené mutageneze i restrukturalizace genomu v průběhu anhydrobiózy (včetně fixace cizí DNA). Bdelloid rotifers vířníci