Vliv rodičovského stárnutí halančíka tyrkysového (Nothobranchius furzeri) na potomstvo z pohledu dynamiky délek telomer

Bc. Anna Kromerová

Master's thesis

The effect of parental aging of the turquoise killifish (Nothobranchius furzeri) on offspring from the perspective of telomere length dynamics

Abstract:

Telomery jsou ochranné struktury na koncích eukaryotických chromozomů, které se při každém buněčném dělení zkracují a jsou považovány za jeden ze znaků buněčného stárnutí. Halančík tyrkysový (Nothobranchius furzeri) se stal cenným modelovým organismem pro studium délky života kvůli svému krátkému životnímu cyklu (4 až 6 měsíců), který je důsledkem extrémních přírodních podmínek v oblasti jeho výskytu. V této studii byly u stárnoucí rodičovské populace Nothobranchius furzeri analyzovány délky telomer v ploutvích a gonádách. Vzorky ploutví byly odebrány v 8, 22 a 30 týdnech, přičemž při posledním odběru byly taktéž odebrány gonády pro tkáňově specifickou analýzu. Současně byli v uvedených časových intervalech zplozeni potomci, u nichž byly analyzovány délky telomer v ploutvích. Analýza délek telomer byla provedena pomocí metody TRF (Terminal Restriction Fragments), která je považována za zlatý standard v metodách měření telomer. Telomery byly vizualizovány pomocí radioaktivně značené sondy a výsledky byly analyzovány v programu WALTER. Výsledky ukázaly zkracování telomer s rostoucím věkem ryb, zvláště výrazné bylo mezi prvními dvěma časovými intervaly odběru vzorků. Statisticky významné zkrácení telomer bylo pozorováno u obou pohlaví ryb v jednom ze dvou provedených experimentů. Srovnávací analýza délky telomer v různých tkáních odhalila podobnou délku telomer v gonádách a ploutvích, přičemž telomery samců v gonádách byly kratší a telomery samic delší než v ploutvích. Z analýzy telomer u potomků bylo zjištěno, že potomci rodičů stejné věkové skupiny vykazovali typické pohlavně specifické vzorce délky telomer, přičemž telomery potomků samičího pohlaví byly delší než telomery potomků samčího pohlaví. Porovnání telomer potomků rodičů různých věkových skupin ukázalo, že nejdelší telomery mají potomci rodičů středního věku.

Abstract:

Telomeres, the structures protecting ends of eukaryotic chromosomes, shorten with each cell division and are used as a biomarker in age-related research. The African turquoise killifish (Nothobranchius furzeri) is an important model organism for age-related studies due to its remarkably short lifespan, 4 to 6 months, due to its extreme natural living conditions. In this study, lengths of telomeres were evaluated in the aging parental population of Nothobranchius furzeri. Fins were sampled from 8-, 22-, and 30-week-old fish and gonads were collected at the final sampling for organ-specific telomere analysis. Simultaneously, offspring were produced at the mentioned time points for analysis of fin telomeres. Telomere lengths were analysed using the Terminal Restriction Fragments (TRF) method, a technique regarded as the gold standard for this purpose. Telomere signals were visualised via a radioactively labelled probe and analysed using the WALTER program. Results showed significant telomere shortening with increasing age in killifish, particularly pronounced between the initial two sampling time points. Statistically significant age-related telomere shortening was observed in both sexes in one of two experiments. Comparative analysis of telomere lengths in different organs revealed similar lengths between gonads and fins, with male telomeres in gonads slightly shorter and female telomeres slightly longer than those in fins. Notably, offspring of the parents of the same age exhibited typical sex-specific telomere length patterns, with female offspring showing longer telomeres than male offspring. Intriguingly, the longest telomeres were detected in the offspring of middle-aged parents.

Keywords

telomery, délka telomer, Nothobranchius furzeri, halančík tyrkysový, stárnutí, dědičnost, telomeres, telomere length, African turquoise killifish, senescence, heritability

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2024
• Supervisor: doc. Mgr. Miloslava Fojtová, CSc.
• Reader: Mgr. Eva Majerová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics