Vliv sekundárních metabolitů sinic na formování nervové soustavy obratlovců

Bc. Aneta Rafajová

Bachelor's thesis

Bioactive compounds from cyanobacteria affecting vertebrate (neuro) development

Abstract:

Celosvětovým problémem je kontaminace vodních nádrží květy sinic, které jsou schopny produkovat širokou škálu bioaktivních látek, zejména látky s retinoidní aktivitou. Tyto sekundární metabolity mohou ovlivňovat kvalitu vody i celé vodní ekosystémy – včetně člověka. Tato bakalářská práce se zabývá studiem účinků kyseliny all-trans retinové (atRA), která je již prokázaným morfogenem a také extraktu přírodní sinicové biomasy s dominancí Microcystis aeruginosa na formování nervové soustavy obratlovců na modelovém organismu Danio rerio. Zaměřuje se na možné ovlivnění signálních drah regulovaných prostřednictvím receptoru kyseliny retinové (RAR) nebo retinoid X receptoru (RXR) a vlivem na expresi genů, které mají důležitou roli ve vývoj a fungování nervové soustavy obratlovců. V praktické části byl na embryích Danio rerio pomocí metody qPCR studován vliv na genovou expresi signálních drah RAR a RXR. Obě testované látky prokázaly statisticky významné změny především na genech cyp26a a cyp26b, které atRA metabolizují a při zvýšené koncentraci tohoto morfogenu v organismu dochází k jejich zvýšené expresi. I u ostatních testovaných genů (bdfn, tg, cyp1a) docházelo ke změnám exprese, bohužel vlivem variability biologických systémů nebyly tyto změny statisticky významné. V posledním případě u genů rara2a, rxraa, hoxb8b nedocházelo k významným změnám exprese v porovnání s kontrolními vzorky.

Abstract:

Contamination of surface waters by cyanobacteria and their metabolites is already known worldwide problem. They produce various bioactive compounds, mainly substances with retinoid activity. These secondary metabolites may affect the quality of water in general and even whole water ecosystems – including humans. This thesis focuses on cyanobacteria, their retinoid-active metabolites and effects on nervous system patterning in vertebrates. Main researched compound is all-trans retinoic acid (atRA), which has already been proven to be strong morphogen in vertebrates, due to its important role in organism development. Theoretical part of this thesis consists of literature research, which focuses on effects of retinoids, headed by atRA, on embryogenesis, organogenesis, but mainly on effects on developing nervous system and retinoic acid receptor (RAR) and retinoid X receptor (RXR) signalling pathway in model organism Danio rerio. In practical part, Danio rerio embryos were used for qPCR analysis to determine potential effects of atRA on RAR/RXR signalling and gene expression. These effects were affirmed (and statistically validated) mostly in cyp26a and cyp26b genes, whose main purpose is atRA metabolization. It was therefore proven, that with increasing concentrations of atRA in organism, expressions of those two genes are rising as well. Other genes (bdfn, tg, cyp1a) had also differences in their expressions, but were statistically insignificant. The rest of tested genes (rara2a, rxraa, hoxb8b) did not show any remarkable changes in their expressions.

Keywords

Danio rerio, sinice, sekundární metabolity, retinoidy, kyselina all-trans retinová, RAR, RXR, qPCR, Cyanobacteria, Cyanophyta, secondary metabolites, retinoids, all-trans retinoic acid

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 28. 6. 2018
• Supervisor: Ing. Marie Smutná, Ph.D.
• Reader: Mgr. Eliška Sychrová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Experimental Biology / Special Biology