Cílem projektu je s využitím modelu C. elegans zjistit, jak interagující signální dráhy určují osud buněk in vivo, a jaká je úloha evolučně konservovaného jaderného receptoru NHR-25 v tomto procesu.
Hada K., Asahina M., Hasegawa H., Kanaho Y., Slack F.J., Niwa R. (2010) The nuclear receptor gene nhr-25 plays multiple roles in the Caenorhabditis elegans heterochronic gene network to control the larva-to-adult transition. Developmental Biology 344: 1100-1109.
Seetharaman A., Cumbo P., Bojanala N., Gupta B.P. (2010) Conserved mechanism of Wnt signaling function in the specification of vulval precursor fates in C. elegans and C. briggsae. Developmental Biology 346: 128–139.
HAJDUŠKOVÁ M., JINDRA M., HERMAN M.A., ASAHINA M. (2009) The nuclear receptor NHR-25 cooperates with Wnt/ß-catenin asymmetry pathway to control T cell differentiation in C. elegans. Journal of Cell Science 122: 3051-3060.
Pohlavní žláza Caenorhabditis elegans je jedinečná pro studium určení buněčného osudu. Její proximo-distální organizace závisí na asymetrii jediného buněčného dělení. Každá z dceřinných buněk nabývá jeden ze dvou možných osudů: distální buňka řídí diferenciaci gamet, proximální dcera indukuje pohlavní vývod. Tuto asymetrii zajišťuje ß-kateninová signální dráha, bez níž obě dcery nabývají proximální osud a gamety následkem toho nevzniknou. Ukázali jsme, že určení obou vývojových osudů a tudíž i proximo-distální osa celého orgánu vyžaduje interakci ß-kateninové dráhy s jaderným receptorem NHR-25. Ztráta NHR-25 dovoluje vývoj distálních buněk a gamet u jinak sterilních mutací v ß-kateninové dráze. Vazbou na ß-katenin NHR-25 inhibuje aktivitu této dráhy, zatímco NHR-25 je naopak blokován ß-kateninem. Homolog NHR-25 rovněž interaguje s ß-kateninem, čímž řídí pohlavní vývoj u savců. Vzájemná regulace mezi NHR-25 a ß-kateninovou signalizací zřejmě představuje obecný mechanismus diferenciace.
Asymetrická dělení produkují buňky s odlišným buněčným osudem, a tudíž umožňují diferenciaci různých tkání. Caenorhabditis elegans je extenzivně využíván ke studiu určení buněčného osudu, protože jeho vývoj silně závisí na asymetrických děleních buněk. Diferenciace epidermální buňky T je založena na správné polaritě, která je ustanovena Wnt/ß-kateninovou asymetrickou dráhou. Ukázali jsme, že asymetrické dělení T buňky vyžaduje NHR-25, evolučně konzervovaný jaderný receptor. NHR-25 ve spolupráci s Wnt-ß-kateninovou signalizací zajišťuje neuronový osud T buněčné linie. Ztráta NHR-25 zvyšuje účinek mutací efektorů této dráhy, konkrétně POP-1/TCF a SYS-1/ß-kateninu, na polaritu T buňky, zatímco potlačuje následek stejných mutací na asymetrické dělení prekurzorových buněk somatické gonády. Výsledky našeho zkoumání umožňují definovat NHR-25 jako mnohostranný modulátor Wnt/ß-kateninové signální dráhy v určení buněčného osudu.
Morfogeneze vulvy vyžaduje různé genetické regulační dráhy včetně EGF/Ras/MAPK, Notch, Runx and Wnt, a je tudíž výborným modelem pro studium interakcí a modulací těchto drah. Jelikož ztráta funkce NHR-25 způsobuje defekty v utváření vulvy, zaměřijeme se na tyto fenotypy detailně. S využitím transgenních markerů, jako jsou ajm-1::gfp (adhesní spoje epiteliálních buněk) a markery různých typů VPCs, jsme schopni sledovat morfologii a osud prekursorových buněk vulvy (VPCs). NHR-25 hraje klíčovou roli v determinaci především primárního buněčného osudu VPCs, který závisí na shora uvedených signálních drahách. To nám umožňuje testovat genetické interakce.
Pro porovnávací studie jsou helmintologům z různých zemí k dispozici rozsáhlé sbírky...
