Analýza buněk neurální lišty a raného kraniofaciálního vývoje u vybraných zástupců paprskoploutvých ryb

Abstract

Neural crest (NC) cells play a crucial role in vertebrate development and evolution. This cell population contributes to many new cell types such as chondrocytes and osteocytes of the head skeleton, neurons, pigment cells, cardiomyocytes, and many others. As such the neural crest is often considered as the fourth germ layer. This vertebrate-specific cell population emerges during formation of the neural tube. Whereas in the trunk region NC cells migrate as separate cells, cranial neural crest (CNC) cells extensively migrate in three discrete streams forming most of the head mesenchyme. In all vertebrates, CNC stereotypically follows the tripartite pattern of migration along the anteroposterior axis so that the most anterior (trigeminal) stream emerges first, followed by the hyoid and branchial CNC streams. In this work, I have studied representatives of all three lineages of non-teleost fishes (bichir, sturgeon, and gar) and also one species from the crown group of ray-finned fishes, the pike. The main question I addressed in my project was whether the CNC cells stereotypically follow a tripartite pattern of migration along the anteroposterior axis as is seen throughout vertebrates. Surprisingly, I found several alterations in the emergence of CNC cells and their migratory pattern in the studied...

Neurální liště (NL) je přisuzován zásadní podíl na vývoji a evoluci nás obratlovců. Jednou z jejích klíčových vlastností je schopnost diferencovat se do mnoha nových buněčných typů, a právě kvůli této pluripotenci je neurální lišta často označována za čtvrtou zárodečnou vrstvu. Zatímco buňky NL v trupu migrují jednotlivě, buňky hlavové neurální lišty (HNL) migrují z neurální trubice ve třech stereotypních proudech podél antero-posteriorní osy, kde prvním proudem je trigeminální následovaný hyoidním a branchiálním proudem. V předkládané práci jsem se zaměřil na studium HNL v kontextu rané kraniogeneze u třech druhů ryb reprezentujících všechny linie ne-kostnatých ryb (bichira, jesetera a kostlína), a dále pak na jednoho zástupce korunové skupiny kostnatých ryb (štiku). Přestože jsou vznik a migrace HNL u všech obratlovců považovány za velmi stereotypní, má práce dokládá, že migrace HNL není zcela tak konzervativní, jak je v literatuře běžně uváděno. U bichira, kostlína a štiky se mi podařilo identifikovat unikátní morfogenezi hyoidního proudu HNL, který překvapivě začíná migrovat jako úplně první proud HNL. Tato vývojová heterochronie je spojena s vývojem klíčových hyoidních struktur těchto studovaných druhů: vnějších žaber bichira, mohutného operkula kostlína a s ranou morfogenezí chrupavčitého...