Lataa esitys
Esittely latautuu. Ole hyvä ja odota
1
Kehitysbiologian malliorganismit
Selkärankaiset hiiva Seeprakala hiiri Dictyostelium Xenopus C. elegans kana (Ihminen?) Drosophila
2
… ja kehitysgeenit … eli tarina siitä miten pyörää ei tarvinnut keksiä uudelleen
3
Malliorganismit sikiökehitys hyvin samankaltainen ja samojen perusmekanismien säätelemää eri eliöryhmissä malliorganismi on eliö, josta saatua tietoa voidaan soveltaa mallintamaan muita lajeja
4
Malliorganismit selkärangattomat: selkärankaiset:
Seeprakala selkärangattomat: banaanikärpänen, sukkulamato, laakamato, merisiili selkärankaiset: kynsisammakko, seeprakala, kana, hiiri, rotta
5
Malliorganismit Yleensä pienikokoisia, helppoja ylläpitää, hyviä lisääntymään jokaisella malliorganismilla lisäksi omia erityispiirteitä, jonka perusteella ne ovat valikoituneet edustamaan tiettyjä eliöryhmiä
6
Malliorganismit eliöryhmien rajat eivät rajaa saadun tiedon käyttöä:
evoluutiossa hyvin säilyneiden geenituotteiden toiminnasta ja merkityksestä voidaan saada tärkeätä tietoa esimerkiksi selkärangattomista malliorganismeista tätä tietoa voidaan käyttää vaikkapa ihmisen geenivirheiden ymmärtämiseen ja tutkimukseen
7
Kehitysgeenit Yleiset kehitysgeenit - varhaiset tekijät
kaavoittavat, antavat identiteetin, säätelevät ohjelmoitua solukuolemaa SHH, FGF, WNT, TGFb-perhe, homeoottiset geenit, apoptoosin säätelijät
8
Malliorganismit: C. elegans
Sukkulamato, Caenorhabditis elegans noin 1 mm mittainen, maaperässä elävä, harmiton bakteereja ravintonaan käyttävä mato Sydney Brenner otti sen käyttöön koe-eläimenä luvulla
9
C.elegans
10
Miksi C.elegans? tarvittiin uusi, geneettisesti manipuloitava eliö, jonka kehitystä oli helppo seurata mikroskoopissa - madon kaikkien yksittäisten solujen kehitystä voitiin seurata C. elegans oli myös anatomialtaan riittävän yksinkertainen Ensimmäisenä solulinjakartat ja kehitykselle keskeisen apoptoosin mekanismit Koko genomi selvitetty (1998)
11
C. elegans hermafrodiitti koiras
12
Mutaatiot häiritsevät solulinjojen erilaistumista
13
Sydney Brenner Robert Horvitz John Sulston Lääketieteen Nobel 2002
Molecular Sciences Institute Berkeley, CA The Wellcome Trust Sanger Institute Cambridge, UK Massachusetts Institute of Technology (MIT) Cambridge, MA
14
959 solua aikuisessa C. elegansissa
131 solua häviää kehityksen aikana
15
Soluja häviää apoptoottisesti etenkin keskushermoston kehittyessä
Kehitysgeenit Soluja häviää apoptoottisesti etenkin keskushermoston kehittyessä
16
Apaf-1 säätelee keskushermoston kehitystä myös selkärankaisilla
Kehitysgeenit Apaf-1 säätelee keskushermoston kehitystä myös selkärankaisilla
17
Malliorganismit: Drosophila melanogaster
18
Drosophila melanogaster
klassinen sytogenetiikan malli eläinkunnan puolella käytetty koko 1900-luvun tarpeeksi pieni, nopeasti lisääntyvä ja helposti manipuloitavissa geneettisesti
19
Drosophilan elämä
20
Aikuisen kärpäsen ulkoisten rakenteiden mallit
valmiina jo toukan imaginaalilevyissä
21
Jättiläismäiset polyteenikromosomit toukkavaiheissa
mahdollistavat mikroskooppisen geenilokalisaation vastaava suurennos diploidista ihmisen interfaasi-vaiheen tumasta
22
Geneettinen muokkaus
23
Lääketieteen Nobel 1995 Eric Wieschaus Edward B. Lewis
Christiane Nüsslein-Volhard
24
Homeoottiset transformaatiot
Kehitysgeenit Homeoottiset transformaatiot villityyppi Antennapedia mutantti
25
Hox-geenit kärpäsestä ihmiseen
Kehitysgeenit Hox-geenit kärpäsestä ihmiseen
26
HOXit säätelevät raajan rakenteiden “jaokkeita”
Kehitysgeenit HOXit säätelevät raajan rakenteiden “jaokkeita”
27
HOXit säätelevät taka-aivojen jaokkeellisuutta
Kehitysgeenit HOXit säätelevät taka-aivojen jaokkeellisuutta
28
HOXit säätelevät suolen eri osien jaokkeisuutta… jne.
Kehitysgeenit HOXit säätelevät suolen eri osien jaokkeisuutta… jne.
29
Lateraali-inhibitio: Notch-Delta
Kehitysgeenit Lateraali-inhibitio: Notch-Delta
30
Notch signalointi ja lateraali-inhibitio
Kehitysgeenit Notch signalointi ja lateraali-inhibitio
31
Malliorganismit: Selkärankaiset
32
Malliorganismit: Kynsisammakko Xenopus laevis
33
Xenopuksen elämä
34
Spemannin klassiset kokeet vesiliskolla…
Lääketieteen Nobel 1938 Spemannin klassiset kokeet vesiliskolla…
35
…mutta vasta kynsisammakko kertoi mistä on kysymys
Kehitysgeenit …mutta vasta kynsisammakko kertoi mistä on kysymys
36
Malliorganismit: Danio rerio- seeprakala
37
Miksi seeprakala?
38
Seeprakalan elämä
39
Helppo kasvattaa…
40
…helppo manipuloida -mutageneesi
41
Malliorganismit: Kana – Gallus domesticus
42
Kana malliorganismina
helppo kasvattaa ja manipuloida in vitro kana-viiriäskimeerat ovat auttaneet ymmärtämään mm. hermostopienan vaellusta ja erilaistumista käytetyin malli raajasilmun erilaistumiselle Immuunijärjestelmän toiminta
43
Hermostopienan vaellus ja erilaistuminen
44
Raajan kehitys ja kaavoittuminen
45
Kana malliorganismina
Kehitysgeenit Kana malliorganismina SHH-,FGF- ja WNT-signalointi…
46
… säätelevät raajan kaavoittumista…
Kehitysgeenit … säätelevät raajan kaavoittumista…
47
Kehitysgeenit Shh ja raajan kehitys
48
… ja karvan (höyhenien) kehitystä
Kehitysgeenit … ja karvan (höyhenien) kehitystä
49
Malliorganismit: Hiiri – Mus musculus
käytetyin nisäkäsmalli nopea lisääntymään, helppo kasvattaa voidaan manipuloida geneettisesti käytetyin ihmisen tautimalli
50
Hiiren elämä
51
Geeniteknologia
52
Transgeenisiin hiiriin perustuvien tieteellisten julkaisujen määrä
53
EGFP transgeeniset hiiret
54
Transgeeniteknologia
HoxB7promoottori EGFP-geeniaktiivisuus kehittyvässä hiiren munuaisessa
55
Hiiri tautien mallina
56
Shh ja TGFb-perhe säätelevät hermostoputken kaavoittumista
Kehitysgeenit Shh ja TGFb-perhe säätelevät hermostoputken kaavoittumista
57
”Elinspesifit” kehitysgeenit
Kasvutekijät ja niiden reseptorit Myös transkriptiotekijät ja signaalimolekyylit osallistuvat elinkehitykseen (identiteetti ja kasvutekijöiden tai niiden reseptorien päällekytkentä)
58
Kehitysgeenit VEGF-C Vegfr2-/- VEGF-D Vegfr3-/-
SS VEGFR-3 VEGFR-2 Angiogeneesi / Lymphangiogeneesi Vegfr2-/- Hemangioblastit eivät erilaistu, jakaannu, eivätkä vaella Sikiöt kuolevat varhain Vegfr3-/- verisuonten uudelleen muokkauksen häiriö -/- +/- E10 Kehitysgeenit
59
Lymfaattinen järjestelmä
Injected Dye VEGFR-3 b-Gal Florence Sabin, 1904 Lotta Jussila, 2000
60
-/- WT
61
Ektodermaalinen dysplasia
Kehitysgeenit EDA EDAR DKK WNT
62
Drosophilan ja selkärankaisten retinan rakenne ja kehitys
63
eyeless (Pax6) on silmän kehityksen pääkytkingeeni
Kehitysgeenit eyeless (Pax6) on silmän kehityksen pääkytkingeeni (master regulatory gene)
64
Eyeless=pax6 säätelee silmän kehitystä myös selkärankaisilla
Kehitysgeenit Eyeless=pax6 säätelee silmän kehitystä myös selkärankaisilla
65
Mikä minusta teki ihmisen?
66
Mikä erottaa meidät ihmisistä?
67
Ihmisen evoluutio…
68
Charles Darwin ja Galapagoksen sirkut
69
Ja serkut
72
Noin 2 miljoonaa vuotta sitten, Homo erectuksen aivojen koko kaksinkertaistui ja syntyivät nykyihmisen aivot. Aivoissamme on noin 100 miljardia hermosolua verrattuna Homo erectuksen 50 miljardiin hermosoluun. Kallon koko kasvoi ja muoto muuttui samanaikaisesti.
74
Aivojen evoluutio Mikrokefalia
75
Mikrokefalia-geenit Mikrokefaliini ASPM CDK5RAP2 CENPJ
Isoilla apinoilla perusmuoto Olemme mutantteja ASPM Nopea evoluutio edelleen CDK5RAP2 CENPJ
77
Ihmisen ja simpanssin geeneistä 98,8% on samanlaisia!
78
Malarian mysteeri Plasmodium-itiöeläinten aiheuttama tauti
79
Malarian mysteeri Lisääntymisetu ihmiselle
Muilla kädellisillä Neu5Gc ja omat plasmodiumit Lisääntymisetu ihmiselle
80
Jatkuuko ihmisen evoluutio?
81
Ihmisen nykyinen pitkä ikä on ongelma
Ikääntymiseen liittyvät rappeutumissairaudet Keskushermosto Verenkiertoelimet Jne. Jne. Useimmat syövät Ylipainoisuuden aiheuttamat taudit Elämäntapataudit Tupakka Alkoholi
Samankaltaiset esitykset
© 2024 SlidePlayer.fi Inc.
All rights reserved.