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Molecular profiling of striated muscles from the medusa of the hydrozoan Clytia hemisphaeria
Lukas Kremp
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Zoologie
Betreuer*in
Ulrich Technau
DOI
10.25365/thesis.74452
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29596.89331.449997-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Gestreifte Muskeln finden sich bei den meisten Bilateria und einigen basal verzweigten Tieren, wie z. B. Quallen. Obwohl alle quergestreiften Muskeln auf morphologischer Ebene ähnlich aussehen, unterscheidet sich ihr molekulares Repertoire weitgehend, was darauf hindeutet, dass sie sich bei allen Tieren konvergent entwickelt haben. Für diese Arbeit wurde eine Einzelzell-RNAseq-Bibliothek aus einer jungen Clytia hemisphaerica Medusa auf die molekularen Profile der Muskeln untersucht, indem die Identitäten der Muskelcluster durch Identifizierung und Klonierung von Markergenen, in-situ-Hybridisierung und Phalloidin-Färbung validiert wurden. Darüber hinaus wurden Gene, die mit dem Aufbau von Sarkomeren in quergestreiften Muskeln von Bilateria assoziiert sind, mit Hilfe einer auf gene ontology (GO)-Begriffen basierenden Filterpipeline identifiziert, um nach potenziellen Zielen für zukünftige Funktionsstudien zu suchen. Darüber hinaus wurde der Beginn der Streifung in sich entwickelnden Medusen bestimmt und die Möglichkeit der Elektropermeabilisierung in sich früh entwickelnden Medusen-Knospen untersucht, um kleine Moleküle durch die Zellmembranen zu leiten. Einzelzell-Transkriptome von Clytia-Muskeln bilden zwei Cluster in der zweidimensionalen UMAP-Projektion. Diese beiden UMAP-Cluster konnten räumlich entweder als glatte Muskeln des Medusenmanubriums und des Medusenschirms oder als quergestreifte Muskeln im Medusenschirm oder Velum identifiziert werden. Außerdem identifizierten wir in einem dieser Cluster einige Gene, die tatsächlich mit GOBegriffen assoziiert sind, die spezifisch für gestreifte Muskeln von Bilateralen sind. Wir fanden auch heraus, dass Medusen-Knospen die Elektroporation überleben und Moleküle in Zellen gebracht werden können. Diese Ergebnisse tragen zum Verständnis der Muskeln von Clytia hemisphaerica bei und helfen bei der Durchführung künftiger funktionaler Studien.
Abstract
(Englisch)
Striated muscles are found in most Bilateria and some basally branching animals, such as jellyfish. Although all striated muscles look similar on a morphological level, their molecular repertoire largely differs, indicating that they evolved convergently among all animals. For this thesis, a single-cell RNAseq library from a young Clytia hemisphaerica medusa was screened for the molecular profiles of muscles by validating muscle cluster identities via marker gene identification and cloning, in-situ hybridization and phalloidin staining. Furthermore, genes associated with sarcomere assembly in striated muscles of Bilateria were identified using a gene ontology (GO)-term based filtering pipeline to search for potential targets for functional studies in the future. Additionally, the onset of striation in developing medusae was determined and the feasibility for electropermeabilization in early developing medusa buds was assessed to be able to pass small molecules through cell membranes. Single cell transcriptomes of Clytia muscles form two clusters in the two-dimensional UMAP projection. These two UMAP clusters could be spatially identified as either smooth muscles of the medusa manubrium and umbrella or striated muscles located in the medusa umbrella or velum. Further we identified some genes in one of these clusters that are indeed associated with GO-terms specific to bilaterian striated muscles. We also found that medusa buds survive electroporation and molecules can be delivered into cells. These results contribute to the understanding of muscles in Clytia hemisphaerica and help to establish functional studies in the future.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Clytia hemisphaerica gestreifte Muskeln Entwicklung Molekulares Profil scRNAseq
Schlagwörter
(Englisch)
Clytia hemisphaerica striated muscles development molecular profiling scRNAseq
Autor*innen
Lukas Kremp
Haupttitel (Englisch)
Molecular profiling of striated muscles from the medusa of the hydrozoan Clytia hemisphaeria
Paralleltitel (Deutsch)
Molekulares Profiling von gestreifter Muskulatur der Medusen von Clytia hemisphaeria (Hydrozoa)
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
II, 62 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ulrich Technau
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.23 Entwicklungsbiologie
AC Nummer
AC16959083
Utheses ID
68520
Studienkennzahl
UA | 066 | 831 | |