Mikromanipulace a kryopreservace zárodečných buněk ryb - Linhartová, Zuzana (Jihočeská univerzita, 2015)
Vytváření chimér zárodečných linií je v současné době jedním z poutavých témat výzkumu v oblasti rybářství. Tato metoda má potenciál zabezpečit nebo zvýšit produkci gamet druhů, které jsou komerčně velmi cenněné, ohrožené nebo druhů s problematickou reprodukcí a to za použití běžně dostupného druhu přizpůsobeného k umělému výtěru jako producenta těchto gamet. Hlavním cílem této technologie je získání generačních ryb malých rozměrů (host) produkující reprodukčně funkční gamety druhu původního (donora) po transplantaci zárodečných kmenových buněk donora do hosta. Klíčovými faktory pro vytvoření této biotechnologie je velké množství předběžných experimentů: dokumentace embryonálního a larválního vývoje donora i hosta, charakterizace zárodečných kmenových buněk společně s dokumentací jejich migračních aktivit, sterilizace hosta, izolace a kryoprezervace zárodečných buněk donora. Všechny tyto pokusy byly hlavním cílem této práce. V této práci jsme se zabývali dvěma odlišnými taxonomickými skupinami ryb. Nejprve naší hospodářsky využívanou rybou, línem obecným, kde bychom chtěli uplatnit své dosažené znalosti k vytvoření chiméry zárodečné linie u kaprovitých ryb za pomocí transplantace zárodečných buněk lína (donora) do menšího a rychleji se rozmnožujícího druhu, kterým je kardinálka čínská. Dále jsme se zaměřili na jesetery, skupinu ryb zahrnující celou řadu ohrožených druhů (evidovaných v Červené knize ohrožených druhů (IUCN)), ryby dosahujících velkých rozměrů a zpravidla s dlouhým reprodukčním cyklem. V tomto případě jsme si vybrali jesetera malého jako hosta kvůli kratšímu reprodukčnímu intervalu a menší velikosti těla, k produkci gamet donora, kriticky ohroženého druhu s dlouhým reprodukčním cyklem, jakým je vyza velká. Touto inovativní technologiií bychom mohli získat spermie a jikry v kratším časovém intervalu a od menšího druhu. V případě lína obecného, jsme se nejprve zaměřili na dokumentaci jeho embryonálního a larválního vývoje společně s popisem původu a migračních aktivit primordiálních zárodečných buněk (PGCs). Tyto buňky byly vybrány jako vhodný prostředek pro vytvoření chiméry zárodečné linie v rámci druhu, jelikož nesou genetickou informaci obou rodičů a jsou schopné samovolně migrovat do míst výskytu budoucích gonád (Linhartova a kol., 2014a). Poté jsme vyvinuli praktické metody pro izolaci a kryopreservaci pozdějších vývojových stádií kmenových zárodečných buněk (GC), spermatogonií (SG) a spermatocytů (Linhartova a kol., 2014b). V případě jeseterovitých ryb, Saito a kol. (2014) popsal migrační aktivitu i samotný původ PGCs, který se soustředuje do vegetativního pólu jikry, stejně jako je to známo u obojživelníků. Dále Pšenička a kol. (2015) popsal izolaci a kryopreservaci GC, zastoupených převážně SG a OG a previtellogeními oocyty, 2-4 letých jeseterů sibiřských. Izolované GC byly transplantovány do hosta (jesetera malého) a úspěšně kolonizovaly jeho zárodečnou rýhu. Na závěr jsme se zabývali sterilizací hosta, jesetera malého, potenciálního hosta pro transplantaci zárodečných buněk donora. Snahou bylo dosáhnout sterility pomocí knockdownu specifického genu zárodečných buněk látkou morfolino antisense oligonukleotid (MO) dndMO. Naše výsledky popisují první spolehlivě fungující způsob sterilizace jeseterovitých ryb (Linhartova et al., manuskript). Navíc jsme publikovali důležité informace o morfologii a ultrastruktuře spermií vyzy velké pomocí skenovací a transmisní elektronové mikroskopie, rozšiřující znalosti o stavbě spermií a týkající se i evolučních a taxonomických vztahů mezi jesetery (Linhartova et al., 2013). Tato práce představuje několik studií s odlišnými zaměřeními, ale s jedním hlavním cílem - vytvoření chimér zárodečných linií u ryb. Všechny tyto výsledky jsou předpokladem pro budoucí aplikaci této technologie.
Micromanipulation and cryopreservation of germ cells in fish
Keywords: jester; lín obecný; zárodečné buňky; sterilizace; kryopreservace; transplantace; chiméra zárodečné linie; dead end gen; sturgeon; tench; germ cells; sterilization; cryopreservatiopn; transplantation; germ-line chimera; dead end gene