Informace o kvalifikační práci Vývoj gonád v průběhu životního cyklu nejrychleji dospívajícího modelového obratlovce - halančíka tyrkysového (Nothobrachius furzeri)
Halančík tyrkysový se musel přizpůsobit nehostinným podmínkám, ve kterých žije, a to především vysychání tůní, které znamená jistou smrt. Životní sprint zástupců tohoto rodu je na vrcholu už v průběhu jednoho měsíce po vykulení, kdy jsou u obou pohlaví plně vyvinuty gonády, které produkují gamety. Tato rychlost si vybírá svou daň, jelikož již od třetího měsíce začínají gonády projevovat známky degradace a apoptózy zárodečných buněk. Úbytek zárodečné tkáně se se s věkem zvyšuje. Byl vypracován popis vývoje a degradace pohlavních orgánů u samců, jejich chov a postup při rozmnožování. Pro vyhodnocení změn spojených se stárnutím byly využity především imunochemické metody, zaměřující se na navázání konkrétních protilátek proti cílovým epitopům a jejich vizualizace pomocí fluorescenční mikroskopie. Byly popsány i jednotlivé postupy zpracování tkání pro histologické preparáty, a to jak pro klasickou světelnou, tak pro fluorescenční mikroskopii.
Anotace v angličtině
Turquoise killifish had to adapt to the inhospitable conditions in which they live, especially drying temporal water bodies, which means certain death. The life sprint of the representatives of this genus is at its peak within one-month post-hatching, when both sexes have fully developed gonads and can reproduce. This rate comes with a high cost, as the killifish gonads begin to show signs of tissue degradation and germ cell apoptosis as early as three months post-hatching. Germ cell loss increases with age. A description of the development and degradation of the gonads in males and their breeding was elaborated. For the evaluation of aging-specific changes, immunochemical methods were used, focusing on the binding of specific antibodies against target epitopes and their visualization using fluorescence microscopy. Procedures for histological specimens have also been described, both for classical light and fluorescence microscopy.
Halančík tyrkysový se musel přizpůsobit nehostinným podmínkám, ve kterých žije, a to především vysychání tůní, které znamená jistou smrt. Životní sprint zástupců tohoto rodu je na vrcholu už v průběhu jednoho měsíce po vykulení, kdy jsou u obou pohlaví plně vyvinuty gonády, které produkují gamety. Tato rychlost si vybírá svou daň, jelikož již od třetího měsíce začínají gonády projevovat známky degradace a apoptózy zárodečných buněk. Úbytek zárodečné tkáně se se s věkem zvyšuje. Byl vypracován popis vývoje a degradace pohlavních orgánů u samců, jejich chov a postup při rozmnožování. Pro vyhodnocení změn spojených se stárnutím byly využity především imunochemické metody, zaměřující se na navázání konkrétních protilátek proti cílovým epitopům a jejich vizualizace pomocí fluorescenční mikroskopie. Byly popsány i jednotlivé postupy zpracování tkání pro histologické preparáty, a to jak pro klasickou světelnou, tak pro fluorescenční mikroskopii.
Anotace v angličtině
Turquoise killifish had to adapt to the inhospitable conditions in which they live, especially drying temporal water bodies, which means certain death. The life sprint of the representatives of this genus is at its peak within one-month post-hatching, when both sexes have fully developed gonads and can reproduce. This rate comes with a high cost, as the killifish gonads begin to show signs of tissue degradation and germ cell apoptosis as early as three months post-hatching. Germ cell loss increases with age. A description of the development and degradation of the gonads in males and their breeding was elaborated. For the evaluation of aging-specific changes, immunochemical methods were used, focusing on the binding of specific antibodies against target epitopes and their visualization using fluorescence microscopy. Procedures for histological specimens have also been described, both for classical light and fluorescence microscopy.
Halančík tyrkysový je znám svým extrémně rychlým dospíváním, stejně tak jako rychlým nástupem senescence, kdy délka života nepřesahuje jednotky měsíců, čímž vybočuje ze známých modelů obratlovců využívaných pro výzkum stárnutí. Pro výzkum procesů senescence a umožnění následných intervencí je proto naprosto zásadní popsat vývoj daného orgánu.
Cíl práce:
Hlavním cílem práce je histologicky popsat vývoj především samčí gonády a následné změny v procesu stárnutí.
Hypotézy:
Více než 50% všech popisovaných samčích jedinců mělo po 21 dnech gonády s kompletní spermatogenezí.
Více než 50% všech popisovaných samčích jedinců mělo po 90 dnech na svých gonádách známky degenerace v důsledku stárnutí (snížení počtu zárodečných buněk, zesílení pojivové tkáně mezi spermatocystami).
Popis metodiky:
Bude vyvinut protokol pro disociaci tkáně gonád za účelem případného zavedení in vitro kultur spermatogonií. K výzkumu budou použity nejčastější způsoby mikroskopování a histologických technik. Souborem zde bude 300 jedinců Halančíků tyrkysových.
Předpokládané využití práce v praxi:
Díky popisu vývoje samčí gonády a její změny v průběhu stárnutí bude možné v budoucnosti zahrnout tento druh pro modelování mutantních fenotypů vyskytujících se u savců.
Zásady pro vypracování
Současný stav dané problematiky:
Halančík tyrkysový je znám svým extrémně rychlým dospíváním, stejně tak jako rychlým nástupem senescence, kdy délka života nepřesahuje jednotky měsíců, čímž vybočuje ze známých modelů obratlovců využívaných pro výzkum stárnutí. Pro výzkum procesů senescence a umožnění následných intervencí je proto naprosto zásadní popsat vývoj daného orgánu.
Cíl práce:
Hlavním cílem práce je histologicky popsat vývoj především samčí gonády a následné změny v procesu stárnutí.
Hypotézy:
Více než 50% všech popisovaných samčích jedinců mělo po 21 dnech gonády s kompletní spermatogenezí.
Více než 50% všech popisovaných samčích jedinců mělo po 90 dnech na svých gonádách známky degenerace v důsledku stárnutí (snížení počtu zárodečných buněk, zesílení pojivové tkáně mezi spermatocystami).
Popis metodiky:
Bude vyvinut protokol pro disociaci tkáně gonád za účelem případného zavedení in vitro kultur spermatogonií. K výzkumu budou použity nejčastější způsoby mikroskopování a histologických technik. Souborem zde bude 300 jedinců Halančíků tyrkysových.
Předpokládané využití práce v praxi:
Díky popisu vývoje samčí gonády a její změny v průběhu stárnutí bude možné v budoucnosti zahrnout tento druh pro modelování mutantních fenotypů vyskytujících se u savců.
Seznam doporučené literatury
BLAŽEK et al, 2013. Rapid growth, early maturation and short generation time in African annual fishes. EvoDevo 4:24 (dostupné na: http://www.evodevojournal.com/content/4/1/24)
HU C-K BRUNET, A., 2018. The African turquoise killifish: A research organism to study vertebrateaging and diapause. Aging Cell, 8:17e12757 (dostupné na: https://doi.org/10.1111/acel.12757)
POLAČIK, M.,BAŽEK, R., 2016 Laboratory breeding of the short-lived annual killifish Nothobranchius fuzeri. Nature protocols, 1396-1413. (Dostupné na: http://www.nature.com/reprints/index.html)
AUTHOR MANUSCRIPT, 2011. Embedding, Seriál Sectioning and Staining of Zebrafish Embryos Using. Nature protocols, 46-55.
DOMÍNGUEZ-CASTANEDO, O., 2019. Ovarian structure, folliculogenesis and oogenesis of the annua killifish. Journal of Morphology, 280:316-328 (dostupné na: https://doi.org/10.1002/jmor.20945)
LUBZENS et al., 2010. Oogenesis in teleosts: How fish eggs are formed. General and Comparative Endocrinology 165:367-389
SCHULZ, W., 2010. Spermatogenesis in fish. General and Comparative Endocrinology 165:390-411
XUAN, X., NÓBREGA, R., PŠENIČKA, M., 2020. Spermatogonial Stem Cells in Fish: Characterization, Isolation, Enrichment, and Recent Advances of In Vitro Culture Systems. Biomolecules , 10:613-644
Seznam doporučené literatury
BLAŽEK et al, 2013. Rapid growth, early maturation and short generation time in African annual fishes. EvoDevo 4:24 (dostupné na: http://www.evodevojournal.com/content/4/1/24)
HU C-K BRUNET, A., 2018. The African turquoise killifish: A research organism to study vertebrateaging and diapause. Aging Cell, 8:17e12757 (dostupné na: https://doi.org/10.1111/acel.12757)
POLAČIK, M.,BAŽEK, R., 2016 Laboratory breeding of the short-lived annual killifish Nothobranchius fuzeri. Nature protocols, 1396-1413. (Dostupné na: http://www.nature.com/reprints/index.html)
AUTHOR MANUSCRIPT, 2011. Embedding, Seriál Sectioning and Staining of Zebrafish Embryos Using. Nature protocols, 46-55.
DOMÍNGUEZ-CASTANEDO, O., 2019. Ovarian structure, folliculogenesis and oogenesis of the annua killifish. Journal of Morphology, 280:316-328 (dostupné na: https://doi.org/10.1002/jmor.20945)
LUBZENS et al., 2010. Oogenesis in teleosts: How fish eggs are formed. General and Comparative Endocrinology 165:367-389
SCHULZ, W., 2010. Spermatogenesis in fish. General and Comparative Endocrinology 165:390-411
XUAN, X., NÓBREGA, R., PŠENIČKA, M., 2020. Spermatogonial Stem Cells in Fish: Characterization, Isolation, Enrichment, and Recent Advances of In Vitro Culture Systems. Biomolecules , 10:613-644