Mechanisms of osmotic adaptation in teleost fishes

Abstract

Tato práce shrnuje mechanismy osmotické adaptace pozorované u různých druhů v rámci linie Teleostei a zdůrazňuje různé konvergentní trendy a strategie mezi nimi. Primární důraz je kladen na žábry, jež představují klíčový osmoregulační orgán, a proto jsou předmětem zájmu mnohých studií, čímž poskytují dostatek dat pro srovnání jednotlivých druhů. Specializované epiteliální buňky označované jako ionocyty jsou zodpovědné za udržování osmotické rovnováhy a nacházejí se v osmoticky aktivních tkáních. Tyto buňky exprimují řadu různých iontových transportérů a kanálů, jejichž kombinovaná funkce umožňuje pohyb iontů přes membránu. Specifická kombinace a lokalizace různých iontových transportérů určuje iontově- exkreční nebo iontově-absorpční charakter dané buňky. V rámci této práce jsou popsány společné tendence ve vztahu k expresi těchto iontových přenašečů a jejich různých izoforem v závislosti na salinitě, které existují mezi různými druhy kostnatých ryb (Teleostei). Existence různých izoforem spolu s rozdíly v transkripčních a post-transkripčních regulačních mechanismech však přispívají k variabilitě mezi jednotlivými druhy. I přes tyto odchylky je patrný společný trend v expresi iontových transportérů. Kromě genové exprese jsou diskutovány i další mechanismy a procesy přispívající k osmotické...

This thesis reviews the mechanisms of osmotic adaptation observed in various species throughout the teleost lineage, highlighting various convergent trends and strategies among them. The primary focus is on the gills, as they represent a key osmoregulatory organ and as such are a frequent subject of study, thus providing sufficient data for comparisons to be made between different species. Specialized epithelial cells referred to as ionocytes are responsible for maintaining osmotic balance and are located in osmotically active tissues. These cells express an array of different ion transporters and channels whose combined function facilitates ion mobility across the membrane. The specific combination and localization of different ion transporters determines the ion-excretory or ion-absorptive character of a given cell. Among different teleost species, common tendencies exist in relation to the expression of these ion transporters and their various isoforms in a salinity dependant manner and are highlighted throughout this thesis. However, the existence of different isoforms generates a certain degree of variability among species, along with differences in transcriptional and post-transcriptional regulatory mechanisms. Despite these deviations, a common trend in ion transporter expression is...