Regulace vzniku a vývoje organizátoru levo-pravé asymetrie těla obratlovců

Abstract

The organizer of left-right asymmetry is responsible for asymmetry of the vertebrate body. The asymmetry from this organ is responsible for asymetric placement and morphology of vertebrate inner organs. The organizer of left-right asymmetry is established as an organ in early stages of embryogenesis in vertabrates. For establishment of this organ is responsible Wnt canonical signaling pathway. This transient structure develops from the mesoderm and is located at the posterior part of the notochord. The form of this structure differs in various vertebrate classes. Its cells typically possess motile cilia on their surface, which ensure leftward flow of extracellular fluid, however, there are some exceptions. Ciliogenesis is mediated by Notch, FGF and Planar cell polarity signaling pathways. The leftward flow is sensed by sensory cilia on the crown cells of the organizer and the Nodal signaling pathway is triggered as a response. The Nodal signaling pathway contains three genes: asymetrically produced Nodal, Lefty, feedback inhibitor of Nodal and Pitx2, expressed in the left side of the embryo. Pitx2 induces asymetrical development of the left side. After the activation of Nodal signaling pathway, some of the organizer cells diminish or they are integrated into the notochord.

Za levo-pravou asymetrii těla obratlovců je zodpovědný orgán zvaný organizátor levo-pravé asymetrie. Jím nastolená asymetrie podmiňuje asymetrické umístění a morfologii vnitřních orgánů v těle obratlovců. Organizátor levo-pravé asymetrie je zakládaný v časných stadiích embryonálního vývoje obratlovců. Na vzniku a ustanovení struktury organizátoru se podílí Wnt kanonická signální dráha. Tento přechodný orgán se vyvíjí z mesodermu a je umístěn na posteriorní části notochordu. Forma této struktury v embryu se u různých skupin obratlovců liší. Jeho buňky mají, až na výjimky, na svém povrchu pohyblivé cilie, které zajišťují levotočivý proud extracelulární tekutiny. Ciliogeneze je zprostředkována signálními drahami Notch, FGF a Wnt/PCP. Pomocí nepohyblivých cilií na kraji organizátoru je vnímán levostranný proud extracelulární tekutiny a je spuštěna Nodal signální dráha. Ta je tvořena třemi geny: asymetricky produkovaným genem Nodal, Lefty, zpětnovazebným Nodal inhibitorem a Pitx2, exprimovaný v levé části embrya. Pitx2 indukuje asymetrický vývoj levé strany. Po aktivaci Nodal signální kaskády buňky organizátoru levo-pravé asymetrie zanikají nebo se integrují do struny hřbetní.