Vědecký tým s českým zástupcem zřejmě odhalil evoluční původ záhadné adenohypofýzy

Robert Černý z katedry zoologie Přírodovědecké fakulty UK se stal spoluautorem článku v posledním vydání jednoho z nejprestižnějších vědeckých časopisů světa, Science. Studie, jejíž experimentální část provedl s kolegou Peterem Fabianem, ukazuje na možný původ adenohypofýzy. Výzkum probíhal na embryích rybky dánia pruhovaného.

Hlava embrya dánia (pohled zepředu), červeně jsou označené buňky endodermu
Zdroj: Peter Fabian

Adenohypofýza je žláza s vnitřním vyměšováním, jde o součást  podvěsku mozkového. Má na starost dlouhodobé procesy, jako je růst, puberta nebo menstruační cyklus. Vznik adenohypofýzy je ale mezi zoology odjakživa provázen zvláštní aureolou „divnosti“.

V dospělosti se nachází na spodní straně mozku obratlovců, vzniká ale z plakody –⁠ tedy oblasti „ztluštění“ ektodermu, z níž vzniká takzvaná „nová hlava“ obratlovců. Přesunuje se pak ale relativně daleko z přední části mozku až do spodní části budoucí hlavy. I když vědci od 19. století spekulovali, že na jejím vzniku by se mohly podílet také další zárodečné struktury, chyběly pro to důkazy.

Podezření ale přetrvávalo –⁠ a to i díky embryonálnímu vývoji drobných mořských živočichů kopinatců, kteří bývají považováni za předobraz našich předků-obratlovců. I v jejich vývoji lze totiž pozorovat vznik drobné žlázy, která je ale zakládána z endodermu, konkrétně z počáteční části trávicí trubice, jícnu čili faryngu.

Dlouho se ale mezi současnými obratlovci hledal takový, u něhož by zakládání adenohypofýzy představovalo „mezistupeň“ mezi kopinatcem a situací u obratlovců. Kandidátem na tuto pozici byly po dlouhou dobu sliznatky, bezčelistní mořští obratlovci příbuzní mihulím. V roce 2013 však byla tato představa konečně experimentálně vyvrácena článkem v Nature, ukazujícím, že sliznatky jsou nakonec i v tomto ohledu velmi „slušnými“ obratlovci.

„V naší skupině již dlouho pozorujeme příspěvky faryngu, který je typickou endodermální strukturou, k formování adenohypofýzy u bazálních ryb. Bichiři, kostlíni a jeseteři jsou však příliš vzácné a nemodelové organismy na to, abychom mohli provést tisíce experimentů nutných k průkaznému vědeckému prozkoumání,“ popisuje Robert Černý z katedry zoologie, který se svým týmem před několika lety publikoval článek v časopise Nature právě o tomto tématu, a je i jedním ze spoluautorů právě vyšlého článku v časopise Science.

Americko-český výzkum 

Slovenský vědec Peter Fabian, který je hlavním autorem článku, odjel pracovat do Spojených států, do prestižní laboratoře profesora Gage Crumpa na Keck School of Medicine na Univerzitě Jižní Kalifornie, kde začal tento projekt vedle své hlavní práce postupně rozpracovávat. Díky zázemí a zručnosti experimentátorů samotných trvalo méně než dva roky, než shromáždil všechna data potřebná pro publikaci.

Jednoduše řečeno ukázal, že v adenohypofýze, struktuře oné „nové“ hlavy obratlovců, jde odhalit „starý“ endodermální příspěvek. Buňky endodermálního původu však nevytvářejí nějakou samostatnou buněčnou populaci, ale jsou nahodile roztroušené po celé adenohypofýze.

Endodermální příspěvek ve vývoji adenohypofýzy je důsledkem takzvané „fylogenetické paměti“ vývojových mechanismů, která je patrná dokonce i u tak odvozeného organismu, jako je rybka dánio pruhované. Evoluční původ adenohypofýzy lze tedy hledat v prastaré faryngeální oblasti takzvaného předústního střeva, která byla v průběhu evoluce zavzata do vývoje struktur naší nové hlavy obratlovců.