The gastrulating zebrafish under heat waves and cold spells: developmental robustness and vulnerabilities under changing temperatures

Author

Lim, Jia Le ORCID

Director

Trivedi, Vikas ORCID

Date of defense

2024-07-09

Pages

167 p.



Department/Institute

Universitat Pompeu Fabra. Departament de Medicina i Ciències de la Vida

Doctorate programs

Programa de Doctorat en Biomedicina

Abstract

Temperature affects all processes, including development, and yet, it remains unknown how and/or if underlying mechanical and biochemical events are coordinated to slow down development robustly at lower temperatures. Here, using a variety of methods from molecular biology to 5D live imaging, I uncover the vulnerabilities of the zebrafish epithelial during gastrulation at sub-optimal temperatures (20° C). The enveloping layer (EVL) in the cold displays large multi-nucleated cells stemming from cytokinesis failures. Differences in tissue tension during late epiboly also led to rupturing of the EVL in certain embryos. Furthermore, mesendoderm patterning reveals convergence-extension defects under varying temperatures, suggesting that different aspects of gastrulation are affected in parallel. Proteome profiling across five different temperatures also reveals processes affected under temperature fluctuations. This PhD project is one of the first studies focusing on the effect of temperature on gastrulation and exposes mechanisms behind developmental failures under sub-optimal temperatures.


La temperatura afecta a tots els processos i, no obstant això, es desconeix com i/o si els esdeveniments mecànics i bioquímics es coordinen per alentir el desenvolupament a temperatures més baixes. Aquí, utilitzant des de la biologia molecular fins a la microscòpia en 5D, descobrim les vulnerabilitats de la gastrulació en l'epiteli del peix zebra a temperatures subòptimes (20° C). La capa envoltant (EVL) en fred mostra cèl·lules multinucleades derivades de fallades de citocinesi. Diferències en la tensió tissular durant l'epibòlia tardana també provoquen la ruptura de l'EVL en certs embrions. A més, el patró de mesoderma revela defectes d'extensió-convergència sota temperatures variables, suggerint que diferents aspectes de la gastrulació es veuen afectats. L'anàlisi proteòmic en cinc temperatures diferents també revela processos afectats per les fluctuacions de temperatura. Aquest projecte de doctorat és dels primers en centrar-se en l'efecte de la temperatura sobre la gastrulació i exposa els mecanismes rere conseqüents fallades de desenvolupament.

Keywords

Zebrafish gastrulation; Temperature; Patterning; Epithelial; Cell migration; Robustness; Actomyosin; Gastrulació; Temperatura; Patró; Robustesa; Epitelial

Subjects

576 - Cellular and subcellular biology. Cytology

Documents

This document contains embargoed files until 2025-07-09

Rights

ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)