|
|
Cell cycle regulation and genome integrity protection in the early mammalian embryos
Knoblochová, Lucie ; Drutovič, David (vedoucí práce) ; Carr, Antony M. (oponent) ; Fulková, Helena (oponent)
(česky) Neplodnost patří mezi závažný zdravotní problém, který celosvětové postihuje každého šestého člověka (Njagi et al., 2023). Jednou z hlavních příčin neplodnosti jsou aneuploidie neboli změny v počtu jednotlivých chromozomů, případně velké chromosomové přestavby, kdy je část chromozomu ztracena nebo naopak přidána. Aneuploidie mají nepříznivý dopad na buněčné funkce a mohou vyústit až ve vývojové vady neslučitelné se životem embrya. Vznik aneuploidií v embryích byl dlouhodobě spojován zejména se špatným vývojem vajíčka ještě před jeho oplozením. Nedávné studie nicméně ukázaly, že embryonální aneuploidie mohou vznikat i jiným způsobem, a sice až po oplození vajíčka a během raného embryonálního vývoje. I když detailní popis tohoto procesu není dosud znám, ukazuje se, že aneuploidie vznikající tímto způsobem jsou následkem předčasné mitózy, do níž buňka vstupuje s neopravenou vážně poškozenou DNA. Za běžných podmínek je poškození DNA zachyceno specializovanými signálními drahami (DNA damage response, DDR), které zpomalí nebo zcela zastaví průběh buněčného cyklu, dokud není poškozená DNA opravena. DDR signální dráhy jsou dobře popsány v kontextu již vyvinutého organismu, nicméně jejich role v embryonálním vývoji je dosud nejasná. Tato práce je zaměřena na studium ochrany integrity genomu a...
|
|
|
Bioinformatics analysis of sequences required for localization of RNA during development
Naraine, Ravindra ; Šindelka, Radek (vedoucí práce) ; Fulková, Helena (oponent) ; Tichý, Boris (oponent)
Vývoj komplexního organismu po spojení dvou buněk (vajíčka a spermie) je jedním z fascinujících aspektů vývojové biologie. Je známo, že embryogeneze je řízena pomocí prostorové a časové produkce molekul, které tvoří asymetrické gradienty v buňce nebo ve skupině buněk a pomáhají tak regulovat diferenciaci jednotlivých částí vyvíjejícího se embrya. Animálně-vegetativní gradienty transkriptů ve vajíčcích ryb a žab dávají vzniknout první vývojové ose, která je následně využita v tvorbě ektodermu, mezodermu a endodermu. Přes důležitost tohoto procesu je většina vědomostí o distribuci molekul podél animálně-vegetativní osy u obratlovců získána studiem modelu drápatky, založena na několika málo transkriptech a analyzovány jsou zejména póly vajíček. Tato práce doplňuje dosavadní poznatky využitím RNA sekvenování k charakterizaci a srovnání maternálního transkriptomu a jeho rozložení v rámci vajíček čtyř vzdáleně příbuzných modelových organismů - drápatky vodní (Xenopus laevis), axolotla mexického (Ambystoma mexicanum), jesetera malého (Acipenser ruthenus) a dánia pruhovaného (Danio rerio). Nalezli jsme několik animálně-vegetativních gradientů a můžeme je rozdělit do podskupin extrémně animální, animální, centrální, vegetativní a extrémně vegetativní. Existuje velmi nízká shoda u vegetativních transkriptů...
|
|
|
The effects of epigenetic factor PRDM9 on the fertility of rodent females
Gašić, Srdan ; Trachtulec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Děd, Lukáš (oponent) ; Fulková, Helena (oponent)
Gen Prdm9 kóduje histon-3-lyzin-4,36-trimetyltransferázu, která specifikuje místa meiotické rekombinace a iniciuje programované dvouřetězcové zlomy (DSB) u myší, potkanů a lidí. Někteří obratlovci ztratili Prdm9 během evoluce, ale neztratili plodnost, zatímco odstranění funkce Prdm9 u C57BL/6 (B6) a dalších myší způsobuje sterilitu. Důvody pro tyto druhově specifické rozdíly v plodnosti nejsou známé. Abychom objasnili tyto různé požadavky na funkci Prdm9 pro plodnost, vytvořili jsme mutanty Prdm9 v jiném savčím druhu, Rattus norvegicus, kmeni SHR/OlaIpcv. Vyřazení funkce Prdm9 nezrušilo kompletně plodnost u potkanů (jako u B6 myší). Demonstrovali jsme, že ztráta potkaního PRDM9 zpozdila samičí meiózu a způsobila synapsi a defekty opravy DSB, které vedly k významné ztrátě oocytů. Na rozdíl od B6 myších Prdm9-deficientních oocytů však více (cca 10-15%) mutantních potkaních pachytenních oocytů synapsovalo své chromozomy a opravovalo DSB - na úrovně podobné kontrolám. Proto si samice potkanů bez PRDM9 udržely některé oocyty až do dospělosti a porodily potomky, zatímco B6 myši ztratily oocyty v době kolem narození. Nicméně oocyty dospělých mutantních potkanů byly spotřebovány dříve než oocyty dospělých kontrolních potkanů. Potkaní samice tak v nepřítomnosti PRDM9 trpěly předčasným ovariálním selháním...
|
|
|
Influence of lamin A/C on paternal pronucleus DNA demethylation
Václavková, Vendula ; Fulková, Helena (vedoucí práce) ; Žatecká, Eva (oponent)
Po oplození dochází k řadě dynamických epigenetických změn, které přestavují genom gamet a zajišťují totipotenci zygoty. Procesy je možné pozorovat v obou rodičovských prvojádrech, avšak aparát zajišťující epigenetickou dynamiku se pravděpodobně nachází v mateřském oocytu, konkrétně v jeho zárodečném váčku (germinal vesicle GV). GV je možné rozdělit na dvě frakce: solubilní a nesolubilní. Pravděpodobnou schopností solubilní frakce je remodelace hlavičky spermie a zajištěné vznik otcovského prvojádra, zatímco na reprogramování otcovského genomu a zajištění vývojové competence by se mohla podílet nesolubilní frakce. Tato práce se věnovala jedné z epigenetických modifikací a to DNA metylaci, respektive její rychlé ztrátě po oplození. Jedna z možností, jak k tomuto ději může dojít, je oxidace metylovaných bazí a jejich následná oprava a záměna pomocí opravného mechanismu base excision repair (BER). V této práci jsme testovali, zda protein lamin A/C, součást nesolubilní frakce, je možným kandidátem, který může zahájit aktivní demetylaci DNA prostřednictvím BER. Pro práci bylo potřeba připravit takové GV oocyty, které by obsahovali jak solubilní část GV, tak protein lamin A/C. K získání cytoplastů obsahujících solubilní frakci GV byla použita metoda selektivní enukleace. Tyto cytoplasty byly oplozeny in...
|
|
|
Manipulating the mammalian oocyte and embryo - Biological and epigenetic aspects
Fulková, Helena ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Hampl, Aleš (oponent) ; Motlík, Jan (oponent)
CONCLUSIONS . By antibodies against ďfferent covalent histone modifications and 5-methylcytosine, we have partialty characterised the epigenetic changes taking place during the oocyte mauration and in early mammalian embryogenesis in the mouse and pig, respectively. o We have also characterised thc epigenetic repogramming activities of cytoplasts derived from oocytes at different stages of maturation after somatic cell nuclear transfer. . We have evaluated the epigenetic effec$ of selected procedures that are currently used for embryo production. . Finally, we have developed a new cryopreservation scheme for oocyte nuclear material storage. orrr research is engaged in the development ofnew bíotechniques as well as elucidating and characterising the epigenetic pÍocesses that take place during normal and abnormal embryogenesis. Abnormal embryonic development is for example often observed in somatic cell nuclear transfer embryos. These techniques can also be potentially used not only in human medicine but also for valuable livestock and endangered species preservation Oy e.g. interspecies nuclear transfer). Especially in human meďcine, attention to the ethical issues associated with these techniques must be paid. It is also clear tbat many biological problems still do exist and these should not be...
|
|
|
Porcine models for Huntington disease
Růna Vochozková, Petra ; Motlík, Jan (vedoucí práce) ; Bohačiaková, Dáša (oponent) ; Fulková, Helena (oponent)
Kauzální gen huntingtin (HTT) Huntingtonovy choroby byl identifikován před více než 25 lety. Prodloužení CAG opakovaného úseku na více než 39 opakování v exonu 1 jedné HTT alely je dostatečné pro úplnou penetraci této neurodegenerativní choroby. I když identifikace ňkauzální mutace vytvořila naději, že vývoj terapeutických léčiv bude snadno dosažitelný, pacienti a jejich rodiny dosud čekají na léčbu. Hlavním důvodem může být komplexní funkce proteinu HTT v buňce, která stěžuje stanovení konkrétního patologického mechanismu, což se odráží na vývoji léčiv. Přestože bylo dosud vytvořeno mnoho různých zvířecích modelů, žádný z nich plně nekopíruje onemocnění u pacientů. Miniprase se díky své anatomii, fyziologii a genetice zdá být vhodným kandidátem na modely neurodegenerativních nemocí. Ačkoliv transgenní (Tg) miniprasečí Liběchovský model projevuje některé příznaky typické pro HD u pacientů, jako poruchy mužského reprodukčního systému a zvýšené markery neurodegenerace, jsou také pozorovány zjevné nesrovnalosti.Důvodem může být skutečnost, že genetická modifikace je založena na aditivním transgenu kódujícím mutovaný a zkrácený konstrukt cDNA a tudíž neodrážíi četné regulační procesy, od iniciace transkripce až po post- translační modifikace kódovaného proteinu. Lepším odrazem lidské situace jsou...
|
|
|
Porcine models for Huntington disease
Růna Vochozková, Petra ; Motlík, Jan (vedoucí práce) ; Bohačiaková, Dáša (oponent) ; Fulková, Helena (oponent)
Kauzální gen huntingtin (HTT) Huntingtonovy choroby byl identifikován před více než 25 lety. Prodloužení CAG opakovaného úseku na více než 39 opakování v exonu 1 jedné HTT alely je dostatečné pro úplnou penetraci této neurodegenerativní choroby. I když identifikace ňkauzální mutace vytvořila naději, že vývoj terapeutických léčiv bude snadno dosažitelný, pacienti a jejich rodiny dosud čekají na léčbu. Hlavním důvodem může být komplexní funkce proteinu HTT v buňce, která stěžuje stanovení konkrétního patologického mechanismu, což se odráží na vývoji léčiv. Přestože bylo dosud vytvořeno mnoho různých zvířecích modelů, žádný z nich plně nekopíruje onemocnění u pacientů. Miniprase se díky své anatomii, fyziologii a genetice zdá být vhodným kandidátem na modely neurodegenerativních nemocí. Ačkoliv transgenní (Tg) miniprasečí Liběchovský model projevuje některé příznaky typické pro HD u pacientů, jako poruchy mužského reprodukčního systému a zvýšené markery neurodegenerace, jsou také pozorovány zjevné nesrovnalosti.Důvodem může být skutečnost, že genetická modifikace je založena na aditivním transgenu kódujícím mutovaný a zkrácený konstrukt cDNA a tudíž neodrážíi četné regulační procesy, od iniciace transkripce až po post- translační modifikace kódovaného proteinu. Lepším odrazem lidské situace jsou...
|
|
|
Regulation of translation in mammalian oocytes and early embryos
Jindrová, Anna ; Šušor, Andrej (vedoucí práce) ; Flemr, Matyáš (oponent) ; Fulková, Helena (oponent)
Oocyty, které dorostou do své plné velikosti, procházejí dalším vývojem jako transkripčně inaktivní. Dokončení meiózy a raná embryogeneze závisí na maternálních mRNA syntetizovaných a uložených během období růstu, tedy genová exprese je v oocytech během této doby řízena téměř výhradně na úrovni stabilizace a translace mRNA. Z tohoto důvodu jakýkoliv metabolismus mRNA může mít v této fázi vývoje rozhodující roli. Umístění RNA v rámci buňky a její následná lokalizovaná translace jsou mechanismy zodpovědné za časově a místně ohraničenou genovou expresi. Zaměřili jsme se na vizualizaci mRNA a jejich in situ translaci během vývoje savčích oocytů a raných embryí. Charakterizovali jsme lokalizaci populace celkové RNA společně s proteiny vázajícími RNA v jádře oocytu a raného embrya. Vizualizovali jsme specifické ribozomální proteiny, které se podílí na translaci. Ukázali jsme, že klíčový regulátor cap- dependentní translace, kináza mTOR, je aktivován po rozpadu jaderného obalu (nuclear envelope breakdown, NEBD) a díky tomu je následně jeho substrát, translační represor 4E-BP1, inaktivován. Přítomnost inaktivovaného 4E-BP1 na nově vznikajícím meiotickém vřeténku indikuje probíhající translaci v této oblasti oocytu. Na základě naší RNA sekvenační databáze jsme vybrali specifický kandidátní transkript,...
|
|
|
Manipulating the mammalian oocyte and embryo - Biological and epigenetic aspects
Fulková, Helena ; Hozák, Pavel (vedoucí práce) ; Hampl, Aleš (oponent) ; Motlík, Jan (oponent)
CONCLUSIONS . By antibodies against ďfferent covalent histone modifications and 5-methylcytosine, we have partialty characterised the epigenetic changes taking place during the oocyte mauration and in early mammalian embryogenesis in the mouse and pig, respectively. o We have also characterised thc epigenetic repogramming activities of cytoplasts derived from oocytes at different stages of maturation after somatic cell nuclear transfer. . We have evaluated the epigenetic effec$ of selected procedures that are currently used for embryo production. . Finally, we have developed a new cryopreservation scheme for oocyte nuclear material storage. orrr research is engaged in the development ofnew bíotechniques as well as elucidating and characterising the epigenetic pÍocesses that take place during normal and abnormal embryogenesis. Abnormal embryonic development is for example often observed in somatic cell nuclear transfer embryos. These techniques can also be potentially used not only in human medicine but also for valuable livestock and endangered species preservation Oy e.g. interspecies nuclear transfer). Especially in human meďcine, attention to the ethical issues associated with these techniques must be paid. It is also clear tbat many biological problems still do exist and these should not be...
|
|
|
Generation and analysis of double deficient transgenic mice for kallikrein-related peptidase 5 and kallikrein-related peptidase 14
Hanečková, Radmila ; Sedláček, Radislav (vedoucí práce) ; Fulková, Helena (oponent)
Peptidázy příbuzné kalikreinu (KLK) představují vysoce konzervovanou rodinu serinových pro- teáz. In vitro experimenty naznačují, že KLK peptidázy hrají důležitou roli v řadě fyziologických a patofyziologických procesů. Jejich úloha in vivo ovšem zůstává ne zcela probádaná, částečně i kvůli nedostatku vhodných zvířecích modelů. Cílem této práce je příprava myšího modelu dvojnásobně deficientního na KLK5 a KLK14. Předpokládá se, že KLK5 a KLK14 jsou součástí proteolytických sítí v pokožce, které jsou významné pro udržení homeostáze kůže. Ovšem myší modely deficientní pouze na KLK5 nebo KLK14 vykazují jenom minimální či žádný fenotyp, pravděpodobně kvůli vzájemné funkční kompenzaci na základě podobné substrátové specifity. V této práci popisujeme úspěšné vytvoření myši dvojnásobně deficientní na KLK5 a KLK14. Dvojnásobně deficientní myši nelze snadno získat křížením kvůli přítomnosti genů pro Klk5 a Klk14 ve stejném lokusu na chromozomu 7, proto k tvorbě myšího modelu používáme TAL efektor nukleázy (TALENy) cílené na Klk14, které aplikujeme mikroinjekcí TALENové mRNA do KLK5-deficientních zygot. Dále ukazujeme, že myši dvojnásobně deficientní na KLK5 a KLK14 jsou životaschopné a plodné. Domníváme se, že tyto nové myší modely mohou sloužit jako užitečný experimentální nástroj ke studiu KLK5 a KLK14 in vivo.
|
host ::
RSS.