Arengubioloogia uurimisgrupp
Loomade arengu üks sõlmprotsesse on morfogenees - protsess, mille tulemusena moodustub kudede/organite kuju. Morfogeneesi käigus kujunevad tänu koordineeritud ja dünaamilistele ümberkorraldustele algselt lihtsamatest 2D rakukihtidest keerulised 3D koed/organid. Katsed erinevate mudelorganismidega on näidanud, et arengus mängivad olulist rolli grupp kõrgelt konserveerunud signaalmolekule, mida kasutatakse korduvalt erinevates arenguprotsessides ja arenguetappidel.
Vaatamata üha täienevatele teadmistele morfogeneesi molekulaarsetest mehhanismidest, on tänaseni lahendamata küsimus, kuidas on omavahel koordineeritud signalisatsioon ja raku kuju muutus. Kuidas need konserveerunud signaalmolekulid muudavad rakkude käitumist ja raku kuju muutused omakorda signalisatsiooni? Kuna morfogenees kätkeb endas mitmeid koordineeritud ja dünaamilisi rakuprotsesse (nt migratsioon, adhesioon, tsütoskeleti ümberkorraldused, proliferatsioon, kuju muutus), siis on oluline jälgida neid morfogeneetilisi sündmusi ajaliselt-ruumiliselt, et mõista arengumehhansime.
Meie töörühm kasutab mudelina äädikakärbse (Drosophila melanogaster) arenevat tiiba, mille abil püüame välja selgitada, kuidas on reguleeritud kudede morfogenees ja rakkude vaheline dünaamiline kommunikatsioon, kui 2D algelisest tiivast kujuneb 3D keerukas funktsionaalne tiib. Me loodame, et meie projektid annavad olulise teadmise nii morfogeneesi regulatsioonist ja dünaamikast kui ka aitab paremini mõista arenguhäirete patogeneesi.
Päises kasutatud pilt: Äädikakärbse tiiva areng (autor: Osamu Shimmi)
-
Ngan Vi Tran, Martti P Montanari, Jinghua Gui, Dmitri Lubenets, Léa Louise Fischbach, Hanna Antson, Yunxian Huang, Erich Brutus, Yasushi Okada , Yukitaka Ishimoto, Tambet Tõnissoo, Osamu Shimmi (2024). Programmed disassembly of a microtubule-based membrane protrusion network coordinates 3D epithelial morphogenesis in Drosophila. https://doi.org/10.1038/s44318-023-00025-w
-
Antson, H., Huang, Y., Tõnissoo, T., & Shimmi, O. (2023). Conditional knockdown protocol for studying cellular communication using Drosophila melanogaster wing imaginal disc. STAR protocols, 4(4), 102566. Advance online publication.
-
Huang, Yunxian; Gui, Jinghua; Myllymäki, Satu-Marja; Mikkola, Marja L.; Shimmi, Osamu (2023). Coordination of tissue homeostasis and growth by the Scribble-α-Catenin-Septate junction complex. iScience.
-
Toddie-Moore, Daniel J.; Montanari, Martti P.; Tran, Ngan Vi; Brik, Evgeniy M.; Antson, Hanna; Salazar-Ciudad, Isaac; Shimmi, Osamu (2022). Mechano-chemical feedback mediated competition for BMP signalling leads to pattern formation. Developmental Biology, 481, 43−51.
-
Montanari, Martti P.; Tran, Ngan Vi; Shimmi, Osamu (2022). Regulation of spatial distribution of BMP ligands for pattern formation. Developmental Dynamics, 251 (1), 198−212.
-
Antson, Hanna; Tõnissoo, Tambet; Shimmi, Osamu (2022). The developing wing crossvein of Drosophila melanogaster: a fascinating model for signaling and morphogenesis. Fly, 16 (1), 118−127.
-
Huang, Yunxian; Gui, Jinghua; Myllymäki, Satu-Marja; Roy, Kallol; Tõnissoo, Tambet; Mikkola, Marja L.; Shimmi, Osamu (2022). Scribble and α-Catenin cooperatively regulate epithelial homeostasis and growth. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 10, 912001.
-
Gui, J., Huang, Y., Montanari, M., Toddie-Moore, D., Kikushima, K., Nix, S., Ishimoto, Y. and Shimmi, O. (2019). Coupling between dynamic 3D tissue architecture and BMP morphogen signaling during Drosophila wing morphogenesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 116, 4352-4361
- 2022. a. juunikuu Eesti Looduse numbris jätkasid TÜMRI teadlased Osamu Shimmi, Tambet Tõnissoo ja Sulev Kuuse eelmises kuus ilmunud artiklit, kus anti ülevaade biokuvamisest. Seekord kirjutasid teadlased, kuidas saab jälgida molekule ja rakuorganelle ning mil moel võivad uued meetodid olla kasulikud meditsiinis.
- 2022. a. maikuu Eesti Looduse numbris avaldasid TÜMRI teadlased Osamu Shimmi, Tambet Tõnissoo ja Sulev Kuuse artikli, kus teemaks on põnev tehnoloogia: biokuvamine.
-
TÜMRI arengubioloogia õppetooli juhataja, kaasprofessor Tambet Tõnissoo, kirjutab ajakirjas Eesti Loodus teemal: „Kuhu küll kõik karvad jäid?“ Eesti Loodus, 03.2022
- Ajakirja Eesti Loodus 2021. a. detsembrinumbris ilmus TÜMRI arengubioloogia õppetooli juhataja ja arengubioloogia kaasprofessori Tambet Tõnissoo sulest põnev artikkel, milles ta kommenteerib kalifornia kondorite partenogeneesi.
- Ajakirja Eesti Loodus 2021.a. märtsinumbris vestleb Tartu Ülikooli arengubioloogia professori Osamu Shimmiga arengubioloogia kaasprofessor Tambet Tõnissoo.
-
EurekAlert (22.02.2024) Live imaging reveals key cell dynamics in 3D organ formation: Spotlight on the Interplanar Amida Network (IPAN) in Drosophila wings and its crucial role in growth and mitosis.
Terviklike keerukate 3D-organite kujunemise eelduseks on rakkude kuju muutused, mis toetavad kudede arengut. Kuna rakkude kuju on pidevas muutumises, siis on oluline nende muutuste jälgimiseks reaalajas välja töötada toimiv metoodika ja protokoll. Antud uuringus kasutati äädikakärbse tiiva mudelit, et vaadelda reaalajas toimivaid arengulisi protsesse. Äädikakärbse tiivaalges on kaks peaaegu identset vastastikku asetsevat epiteliaalsete rakkude kihti. Kasutades reaalajas biokuvamist jälgiti nende kihtide vahelist rakkude väljakasvudest moodustunud võrgustikku, mida nimetatakse Interplanaarseks Amida Võrgustikuks (ingl Interplanar Amida Network, IPAN). Katsete tulemused näitasid ilmekalt, et IPAN´i rakk-rakk kontaktide kadumine mõjutab rakujagunemist mõlemas tiivaepiteelis. Kokkuvõttes aitavad IPAN´i vahendatud rakkude kuju muutused suunata 3D keerukate struktuuride arengut ning on olulised koekasvu regulatsioonis.
Joonis: Interplanaarne Amida võrgustik (IPAN) äädikakärbse tiiva epiteelirakkude vahel.