O evolučním původů zubů stále nic nevíme, říká Robert Černý ****************************************************************************************** * O evolučním původů zubů stále nic nevíme, říká Robert Černý ****************************************************************************************** Cenu za tvůrčí počin v dubnu letošního roku převzal z rukou rektora tým katedry zoologie P fakulty UK ve složení Mgr. Robert Černý, Ph.D., Mgr. Vladimír Soukup a prof. RNDr. Ivan Ho Jejich výzkum, v němž prokázali, že sklovina zubů obratlovců vzniká embryonálně jak z ekto z endodermu, prezentoval i prestižní časopis Nature. Na konkrétní realizaci výzkumu jsme s iniciátora projektu Roberta Černého. Mgr. Robert Černý, Ph.D. se se svými studenty zabývá evolučními modifikacemi tkání hlavy o evolučně-vývojovou biologií Jaká byla východiska vaší práce a jaké doposud existovaly teorie? Původně existovaly dvě teorie, jak zuby vznikly. Jedna z nich tvrdí, že zuby vznikly evolu plakoidní šupinky na povrchu těla se posunuly do úst a tam se spojily s čelistmi. Tedy pos in. Pak se ale objevila nová, opoziční teorie, která říká, že zuby vznikly v oblasti zadní a posunuly se směrem dopředu do úst. Jsou tedy endodermální. A já jsem měl pocit, že máme možnost prokázat, jak to vlastně je. Samozřejmě byla již dříve snaha toto zjistit pomocí p ektodermu, ale jednoznačný závěr to nepřineslo, neboť vy nakonec zjistíte, že gen není akt ektodermu. Jakou metodu jste pro své výzkumy zvolili? Výzkumy jsme prováděli na mexickém axolotlovi, což je extrémně vzácný mlok, který je ve vo takřka vyhubený. Původně žil v oblasti Mexico City, která se celá zastavěla. V akváriích a podmínkách se mu ale daří dobře. Pro nás byl tento obojživelník vhodný hned z několika dův množí, jeho vajíčka se vyvíjejí mimo tělo matky, a tudíž k nim máme přístup již od nejraně stadií, a tato vajíčka jsou poměrně značně velká (až 4 mm), tudíž se nám na nich dobře pra celé zjednodušit – zvolili jsme metodu mapování, tedy už u embryí jsme označili barvou to, věděli, že je ektoderm a endoderm, a potom jsme za několik týdnů hledali, kde to najdeme. axolotlovi jsme se rozhodli provádět v Německu, protože tam jsou na to příslušně vybavení levněji. Já jsem v rámci doktorského studia pobýval asi tři a půl roku v Anatomickém insti univerzity v Drážďanech, měl jsem tam tedy dobré zázemí. Lišila se tato metoda nějak od metod kolegů, kteří podobné průzkumy také prováděli? Většina výzkumů se provádí na myších, což pro tyto experimenty není ideální zvířátko, nebo omezený počet zoubků. Používá se ale proto, že výzkumy lze pak jednodušeji aplikovat na čl Jak konkrétně pokusy, které prováděl váš student Vladimír Soukup v rámci své diplomové prá Používali jsme zvláštního transgenního axolotla, což znamená, že měl v sobě cizí gen, a to bílkoviny GFP. To je strašně zajímavá látka, která je vyizolována z medúzky a která pod sv svítí zeleně. Kolegové dokázali vypěstovat takového axolotla, který je celý zelený, tedy v měl vložený tento speciální protein. Vladimír měl pod vodou v jedné misce týdenní zelené a stejně staré normální embryo axolotla. Protože z předchozích výzkumů víme, ze které části pak vyvíjí ústní dutina, tak tuto část u zeleného embrya vyřízl a transplantoval ji na nor Embryo pak dokáže velmi rychle zregenerovat, za 20 minut už nepoznáte, že k nějaké operaci si kompletně vymapovali vnější zárodečný list a pak jsme mohli sledovat, kde se zelené zba Mohli jsme si tedy říct – tyto zelené buňky jsou ektodermální, sice jsou uvnitř v ústech, ektodermální. Takže jsme věděli, že zelené zuby jsou ektoderm. To jsme zjistili při prvním První experiment: Z transgenního axolotla byl vyříznut ektoderm ve tvaru T a transplantová embryo A co ty zbývající zuby? Těm jsme se věnovali ve druhém experimentu, který byl složitější. Z normálního embrya jsme tvar písmene T v oblasti budoucích úst. V odkryté části se objevil endoderm, kde jsme něko označili látkou, která svítí červeně. A zase jsme to přikryli ektodermem ze zeleného jedin čekali, kde se nám červená a zelená barva objeví. Tímto přístupem jsme jasně prokázali, že jsou ektodermální, tedy zelené, ale mají v sobě i červené buňky, tedy endoderm, jiné zuby endodermální. To se nám podařilo prokázat na stu zvířátek, což je obrovský počet, proto by tak oceněn. Druhý experiment: "V odkryté části se objevil endoderm, kde jsme několik buněk označili lá červeně. A zase jsme to přikryli ektodermem ze zeleného jedince. Pak jsme opět čekali, kde zelená barva objeví." Dá se říct, že na určitém místě v ústech jsou zuby endodermálního a jinde ektodermálního p Není to tak jednoduché. Vpředu jsou spíše zuby ektodermální, ale rozhodně to nemůžeme gene jsme zjistili, že některé zuby jsou původu ektodermálního i endodermálního. Našli jsme tře byly dvě endodermální buňky a zbytek byl ektodermální. Došli jsme tedy k závěru, že v duti být zuby endodermální, což se předpokládalo, tak ektodermální, což se netušilo. Ukazuje se úplně jedno, jestli vznikly z vnější nebo vnitřní zárodečné vrstvy. Tím pádem stále nevíme původů zubů. Vám se těmito experimenty vlastně podařilo prokázat, že na vývoji zubu se podílí ještě dal tkáň... Doposud jsme se bavili o té svrchní, nejtvrdší části zubu, tedy sklovině. Vnitřek zubu vzn zárodečné vrstvy, kterou je mesenchyn z buněk neurální lišty, které se také někdy říká čtv vrstva. Tento vnitřek zubu je vždy stejný. My bychom se tedy na problém mohli podívat tak, migrací ektodermu dovnitř nebo endodermu do úst, ale tehdy, když potence tvořit zuby vznik Jednoduše řečeno, buňky neurální lišty řeknou epitelu, aby udělal zub. A když se nad tkání ektoderm, tak donutí zub, aby se vytvořil z ektodermu. To se alespoň předpokládalo doposud přišli s další teorií, že mesenchyn nejen dělá většinu zubu, ale začíná i signalizaci epit Zleva: prof. RNDr. Ivan Horáček, CSc., Mgr. Vladimír Soukup a Mgr. Robert Černý, Ph.D. (Lucie Kettnerová)