Mnohobuněčnost.

Prezentace na téma: "Mnohobuněčnost."— Transkript prezentace:

1 Mnohobuněčnost

2 Co (už) je mnohobuněčnost?

3 MMPs nMMPs Wenter R et al. (2009) Env Microbiol 11: 1493-1505
Abreu F et al. (2006) Int Microbiol 9:

4 Myxococcus xanthus Konovalova A et al. (2010) FEMS Microbiol Rev 34:

5 Mnohobuněčnost Selekce na úrovni mnohobuněčného těla
Další možnost kompartmentalizace těla Adheze buněk Komunikace buněk Diferenciace buněk Podceňovaná role ECM Jak rozmnožit mnohobuněčné tělo? Jak zformovat mnohobuněčné tělo během ontogeneze? Co s podvodníky?

6

7 Buttery NJ et al. (2013) Methods in Molecular Biology 983: 231-248

8 Ennis HL et al. (2000) PNAS 97:

9 Ennis HL et al. (2000) PNAS 97:

10 DFTD CTVS (devil facial tumor disease)
(canine transmissable venereal tumor)

11 Science 334: 1548 (2011)

12 Science 334: 1548 (2011)

13 PNAS 109: (2012)

14

15 Agregativní mnohobuněčnost (souš)
Acrasis Fonticula Sorogena Copromyxa Dictyostelium Myxococcus

16

17 Copromyxa Brown MW et al. (2011) Protist 162:

18 Fonticula Brown MW et al. (2009) Mol Biol Evol 26:

19 Dictyostelium discoideum

20

21 AKTIVACE- ADAPTACE systému
Agregace myxaméb CMF – signál hladovění (conditioned medium factor) cAMP – nejvšestrannější molekula v diktyosteliu, polarizace, atrakce atd. CAR1 – receptor cAMP, asociace s G-proteiny PDE - fosfodiesteráza PDI – inhibitor fosfodiesterázy (vznik pacemakerů) CF – counting factor AKTIVACE- ADAPTACE systému

22 Polarizace myxaméby Kimmel AR & Firtel RA (1996) Curr Opin Genet Dev 14:

23 Asghar A et al. (2012) Protist 163: 25-37
cAMP

24 Agregace myxaméb CMF – signál hladovění
cAMP – nejvšestrannější molekula v dyktiosteliu, polarizace, atrakce atd. CAR1 – receptor cAMP, asociace s G-proteiny PDE - fosfodiesteráza PDI – inhibitor fosfodiesterázy (vznik pacemakerů) CF – counting factor

25 cAMP pulsy

26 Brock DA & Gomer RH (1999) Genes Dev 13: 1960-1969

27

28 Jermyn K et al. (1996) Development 122: 753-760

29 Diferenciace buněk DIF-1
První buňky spouští program diferenciace náhodně? cAMP spouští diferenciaci PSP buněk DIF-1 je produkován PSP buňkami DIF-1 indukuje diferenciaci PST-0 buněk PST-A buňky mají jiný spouštěč, dosud neznámý DIF-1 inhibuje PSP diferenciaci DIF-1

30 Diferenciace buněk DIF-1
První buňky spouští program diferenciace náhodně? cAMP spouští diferenciaci PSP buněk DIF-1 je produkován PSP buňkami DIF-1 indukuje diferenciaci PST-0 buněk PST-A buňky mají jiný spouštěč, dosud neznámý DIF-1 inhibuje PSP diferenciaci DIF-1

31 Chatwood A & Thompson CRL (2011) Develop Growth Differ 53: 558-566

32 Slimák Williams JG (2006) EMBO Rep 7:

33 Kulminace NH3 Jermyn K et al. (1996) Development 122:

34 Dictyostelium má pohlavní cyklus, který také zahrnuje agregaci.
Za domácí úkol přečíst: Signalling and sex in the social amoebozoans

35 Témata na esej Uspořádání buněk v mnohobuněčných stádiích D. discoideum Pohyb slimáka D. discoideum

36 Dictyostelium - shrnutí

37 Acytostelium subglobosum

38 Volvox carteri – mnohobuněčnost bzniklá ve vodě

39 Volvox carteri +- blízký příbuzný jednobuněčného rodu Chlamydomonas
Cenobiální 1000 – 4000 somatických buněk a 16 gonidií Vnitřek koule vyplněn strukturovanou ECM Během životního cyklu (pohlavní i nepohlavní rozmnožování) adaptace na mnohobuněčnost

40 Mnohobuněčnost Volvox carteri
Diferenciace buněk (většinou terminální) Sebeobětování se (většiny) buněk Jednobuněčná stádia – pouze gamety a zygota Chemická a mechanická komunikace mezi buňkami Migrace buněk během ontogeneze cenobia Cenobium je polarizované, gonidia jsou vzadu

41

42 Herron MD et al. (2009) PNAS 106: 3254-3258

43 Nepohlavní cyklus

44 Buněčná diferenciace lag1-4 OFF lag1-4 ON glsA spouští asymetrické dělení, vychyluje rovinu cytokineze regA zabraňuje dediferenciaci a nesmrtelnosti somatických buněk lag zabezpečuje diferenciaci gonidií Exprese lag je závislá na velikosti buňky – větší než 8 μm po 6. dělení regA- glsA- mutanti přežijí  Schmitt R (2001) Jpn J Protozool 34: 7-12

45 Embryonální inverze Kirk DL (2001) Develop Biol 238:

46 Volvox globator

47

48 Embryonální inverze

49 Líhnutí dceřiných cenobií
Fukada K et al. (2006) Plant Cell 18:

50 Pohlavní cyklus

51 Pohlavní cyklus

52 Pohlavní feromon a feroforiny
V. carteri žije ve vysychajících nádržích, vyschnutí přežije pouze zygota Potřebuje náhle a synchronně spustit pohlavní cyklus Sexulání feromon (glykoprotein) – funguje již při 62 molekul/ml !!! Produkce při teplotním stresu (vysychání), někdy i samovolně Amplifikace signálu spermiemi Unikátní způsob přenosu uvnitř cenobia

53