Chování částic intraflagelárního transportu v savčích primárních řasinkách

Bc. Filip ŠLAPAL

Diplomová práce

Behaviour of intraflagellar transport particles in mammalian primary cilium

Anotace:

Intraflagelární transport (IFT), pohyb jednotlivých IFT částic podél ciliární axonemy je klíčový nejen pro výstavbu a údržbu eukaryotické řasinky, ale také pro buněčnou signalizaci. Detaily pohybu jednotlivých IFT částic stále nebyly popsány. Primární cílie jsou specifickým typem cílií, které negenerují pohyb, ale slouží jako "buněčné antény." Jednotlivé mikrotubulární (MT) dublety axonem primárních cílií jsou ukončeny v různých vzdálenostech od distálního konce axonemy. B-tubuly jsou ukončeny dříve, než A-tubuly. Vzhledem k tomu, že jednotlivé MT slouží jako koleje pro pohyb IFT částic, je otázkou, jak je pohyb IFT částic regulován a jak se chová na koncích jednotlivých MT. Tato práce obsahuje popis chování IFT částic savčích primárních cílií. Pomocí mikroskopie živých buněk jsme pozorovali buňky RPE-1, které exprimovaly fluorescenčně značené proteiny patřící do komplexů IFT-A a IFT-B; dále pak protein ZNF1C, který lokalizuje na několika bodů podél axonemy. Předpokládáme, že by mohlo jít o protein lokalizující na koncích jednotlivých mikrotubulů, které končí před dosažením konce axonemy. Pozorovali jsme IFT částice, které se pohybovaly mezi body, ve kterých IFT proteiny i ZNF1C po určitou dobu pauzují. Tyto oblasti akumulace materiálu by mohly souviset konci axonemálních MT, ale mohou být způsobeny i jinými důvody. Dále jsem pozorovali několik typů chování IFT částic, které naznačují, že IFT částice mohou měnit svůj směr v průběhu pohybu podél axonemy a že může docházet k jejich kolizím. Identifikovali jsme několik typů chování a interakcí mezi pohyby ciliárních proteinů. Navrhli jsme několik hypotéz, které by mohly vysvětlit naše pozorování IFT pohybu podél axonem savčích primárních cílií.

Abstract:

The behaviour of intraflagellar transport (IFT), a movement of individual IFT trains along the ciliary axoneme, is crucial not only for the construction and maintenance of eukaryotic cilium but also for cellular signalling. Details of the movement of individual IFT trains are currently not well understood. Primary cilia are a special type of cilia, which do not beat, but serve as "cell antennae." In the axoneme of the primary cilium individual doublets terminate at various distances. Moreover, B-tubules frequently terminate more proximal to the A-tubules. Because individual microtubules (MT) serve as rails for IFT trains, the arrangement of primary ciliary MT raises questions concerning the IFT train movement regulation and their behaviour at the ends of individual MT. In this thesis, we aim to describe the behaviour of IFT trains of mammalian primary cilia. We used live-cell imaging of RPE-1 cells expressing fluorescently tagged IFT -A and B constituents and a novel IFT cargo protein. We observed that IFTs move between sites, where IFT proteins and cargo are present for a substantial amount of time. These sites of accumulation may correspond to ends of axonemal MT but could also be caused by other reasons. We also observed several types of directional movement behaviour, hinting, that IFT trains could switch directions during their movement along the axoneme, and collide with each other. In conclusion, we observed the movement of ciliary proteins along the axoneme of mammalian primary cilia. We identified several types of their behaviour and interactions between them. We proposed a hypothesis, that could explain our observations of the behaviour of IFT trains along the mammalian primary ciliary axoneme.

Klíčová slova

axonema, IFT, mikroskopie živých buněk, mikrotubuly, primání cílie, RPE-1

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 22. 4. 2024

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 14. 5. 2024
• Vedoucí: Mgr. Vladimír Varga, Ph.D.

OSTRAVSKÁ UNIVERZITA

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Experimentální biologie