Mechanizmy migrácie buniek v rámci skorého embryonálného vývoja u stavovcov

Abstract

Migrácia buniek je relatívne dobre preskúmaný fenomén účastniaci sa mnohých aspektov života viacbunkových organizmov. Napriek tomu, že je známa najmä vďaka fyziologickým procesom imunitných odpovedí, hojenia rán či regenerácie, alebo vďaka patologickým procesom vzniku metastáz, jej kľúčová úloha pri formovaní telesného plánu ostáva často nepochopená a prehliadaná. Trojvrstevné embryo, charakteristické pre triblastických stavovcov, vzniká v procese zvanom gastrulácia, počas ktorého sa prekurzory zárodočných vrstiev usporiadajú podľa ich špecifikácie do povrchového ektodermu, vnútorného endodermu a prostredne položeného mesodermu. Začiatok tohto vysoko koordinovaného kroku embryonálneho vývoja je sprevádzaný zvýšenou bunkovou motilitou, ktorá musí byť v dospelých štádiách opäť redukovaná pre zachovanie homeostázy. Kolektívne správanie buniek gastrulujúceho embrya, čiastočne podobné s migráciou buniek in vitro, je integrované do tzv. morfogentických pohybov, ktorých zdieľanie u jednotlivých organizmov prezrádza skrytú homológiu a fylogenetickú príbuznosť. Výskum zameraný na reguláciu a mechanizmy morfogenézy často využíva model Xenopus laevis, aplikujúc získané poznatky na vyššie stavovce, napriek tomu sa ukazuje, že čo platí u obojživelníkov nemusí platiť pre iné taxonomické skupiny. Kľúčové slová:...

Cell migration, usually seen as a relatively well understood phenomenon, is involved in many aspects of multicellular organisms. While given a major attention due to its part in physiological processes, such as immune response, wound-healing and regeneration, or pathologies like progression of metastatic cancers, its key role in the body plan formation is far less understood and often overlooked. During a process called gastrulation, precursors of three germ layers - superficial ectoderm, inner endoderm and medial mesoderm - are arranged according to their fate, generating a three-layered embryo, a hallmark of triblastic vertebrates. The onset of this highly coordinated step of early embryonic development is accompanied by fine-tuned cell migration, which needs to be downregulated in adults in order to maintain a homeostasis. The cells forming gastrulating embryos collectively undergo a set of behaviors termed morphogenetic movements whose features - partially comparable to ones observed on cells migrating in culture - are shared among vertebrate species, providing valuable insights into "hidden homology" and phylogenetic relationships. Research focusing on regulation and mechanisms of morphogenesis is mostly conducted using Xenopus laevis as a model organism, extrapolating results to higher...