E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Vývoj sítnice oka – nový nástroj pro studium

Embryonální vývoj oka savců je komplexní proces, vyžadující účast mnoha nepostradatelných faktorů takříkajíc ve správný čas na správném místě. Při poškození některého z genů, zásadních pro vytvoření tohoto orgánu, může dojít k nezvratnému poškození zraku a v některých případech dokonce až k úmrtí zárodku. Studium takových genů a vývojových procesů proto může poskytnout důležité informace, potenciálně využitelné i v lidské medicíně. Vědci z přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze ve spolupráci s Ústavem molekulární genetiky AV ČR v.v.i proto vyvinuli nový myší kmen mRx-cre, který umožňuje studium vývoje sítnice oka v jeho raných stadiích.

Vývojový proces oka savců vyžaduje interakci optického váčku, odvozeného z buněk přední části mozku, s kompetentní částí povrchu hlavového ektodermu. Pokud vše probíhá, jak má, obě tyto části invaginují (tzn. vchlípí se) a vytvoří optický pohárek, jenž je osídlen zárodečnými buňkami sítnice. Z těchto buněk se odvozují dospělé buněčné typy sítnice, např. bipolární buňky, fotoreceptory či gliové buňky.

Protože vyřazení důležitých genů většinou způsobí nevratnou ztrátu struktur oka, v posledních letech vědci používají tzv. „loxP-cre“ genetický systém, který umožní časově a zároveň místně specifické znefunkčnění vybraného genu či jen vizualizaci jeho exprese. Většina dosud existujících myších kmenů však byla zaměřena spíše na pozdější stádia vývoje oka, nebo nedisponovala dostatečnou specifitou pro tuto tkáň. Čeští výzkumníci se proto zaměřili na gen Rx, jehož exprese začíná již v sedmém až osmém embryonálním dni v přední části neurální destičky zárodku a později je silně produkován v optickém váčku. Tento transkripční faktor je tedy jedním z nejčasněji produkovaných proteinů během vývoje oka a jeho funkce je pro vývoj zdravého oka nezbytná. Vložením sekvence pro rekombinázu cre do DNA kódující gen Rx proto vědci vyrobili nový myší kmen, který umožňuje jak vizualizaci exprese genu Rx v různých časových stadiích zárodku, tak především znefunkčnění vybraného genu pro studium jeho vztahu k tvorbě struktur oka.

Klimova L, Lachova J, Machon O, Sedlacek R, Kozmik Z. Generation of mRx-Cre transgenic mouse line for efficient conditional gene deletion in early retinal progenitors. PLoS One. 2013 May 7;8(5):e63029.


Rozhovor s autorkou článku Lucií Klímovou, postgraduální studentkou PřF UK:

Lucko, jak dlouho už se v laboratoři transkripční regulace Dr. Kozmíka (UMG) věnuješ studiu vývoje oka?
Studiu časného vývoje myšího oka se věnuji pátým rokem. Mé zaměření spočívá především ve studiu funkce genů, které časný vývoj oka ovlivňují. Jedním z takových genů je Pax6, který je již dlouhou dobu považován za jeden z hlavních genů řídících vývoj oka.

Tvorba oka u myšího embrya
Oko se u myšího embrya začíná tvořit zhruba v devátém embryonálním dni a celý proces je velmi rychlý. Optický váček nejprve interaguje s hlavovým ektodermem, ten invaginuje a vytváří oční čočku, zatímco optický váček dává vznik sítnici oka. Vyvíjející se struktury jsou vizualizovány pomocí proteinu Pax6.

Proč právě tento gen?
Pax6 je evolučně velmi konzervovaný gen, který se vyskytuje například i u hmyzu a u většiny obratlovců. Přestože je jeho nepřítomnost nebo nefunkčnost spojena se ztrátou očních struktur u mnoha živočišných druhů, přesné molekulárně-biologické mechanismy, kterými Pax6 vývoj oka řídí, nejsou stále zcela objasněny.

Takže se můžeme těšit na další zajímavou publikaci na toto téma?
Ano, v současné době připravujeme článek, jehož cílem je alespoň částečně přispět k vysvětlení této otázky. S využitím výše zmiňovaného myšího kmene mRx-cre jsme znefunkčnili Pax6 v časném stádiu vývoje sítnice, což nám umožnilo poodkrýt některé mechanismy, kterými Pax6 ovlivňuje vývoj natolik komplikovaného orgánu jakým je oko. Je však třeba dodat, že k tomu, abychom dokonale porozuměli všem aspektům procesu vývoje oka, nás čeká ještě dlouhá cesta.

Lucie Tůmová

Akce dokumentů