|
| |
|
|
Roles of acrosomal proteins in fertilization
Macíčková, Eliška ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Čermák, Lukáš (oponent)
Akrozom je klíčovou organelou pro spermii. Poruchy v jeho biogenezi vedou často k defektnímu vývoji spermie a neschopnosti úspěšně oplodnit vajíčko. Ačkoli je zřejmé, že akrozom je pro spermii důležitý, stále není vyřešeno v čem spočívá jeho hlavní funkce. Prvotní hypotéza zněla, že akrozom je důležitý pro průchod extracelulárními obaly vajíčka. K této teorii přispívá také fakt, že je akrozom plný proteolytických enzymů a inhibice těchto enzymů, vede ke snížené schopnosti fertilizace. Nicméně tato hypotéza začala být zpochybňována, když bylo zjištěno, (i) že spermie po akrozomální reakci, je stále schopna projít extracelulárními obaly a oplodnit vajíčko (ii) že většina spermií dorazí k vajíčku už bez akrozomálního váčku. Proto jsme si v této práci kladli za cíl charakterizovat proteom akrozomu a spermii po akrozomální reakci, identifikovat důležité proteiny pomocí pokročilých bioinformatických přístupů a diskutovat roli akrozomu, jako váčku, který slouží pro uskladnění a degradaci metabolitů, po předešlém procesu zrání. Přinesli jsme tak nové poznatky, které přispívají k hypotéze, že akrozom je organela příbuzná lysozomu. Klíčová slova: spermie, akrozom, nLC-MS/MS, random forest, Lipokaliny, lysosomu- příbuzná organela
|
|
|
Vliv morfologické variability spermií na složení proteomu myšovitých hlodavců
Drozdová, Tereza ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Postlerová, Pavla (oponent)
Mezi spermiemi různých druhů živočichů nacházíme celou škálu morfologických rozdílů, ať už na úrovni tvaru, velikosti, či intracelulárního uspořádání. Je prokázáno, že tyto rozdíly mohou být způsobeny selekčním tlakem způsobeným kompeticí spermií. Tím vznikají morfologické adaptace, které dávají spermiím selekční výhodu a zvyšují tak úspěšnost jedince při oplození. Hlavním cílem mé diplomové práce bylo zjistit, zda je individuální morfologická variabilita spermií detekovatelná na úrovni proteomu a případně určit, jaké změny na úrovni proteomu probíhají ve spermiích s měnící se morfologií. Pro tento výzkum byly vybrány tři druhy myšovitých hlodavců, Mus musculus, Apodemus flavicollis a Microtus arvalis, u nichž bylo provedeno důkladné morfometrické měření spermií. Vzhledem k tomu, že byla největší variabilita detekována v rozměrech apikálního háčku, byly analyzovány pouze akrozomální proteiny pomocí hmotnostní spektrometrie, a následně byly pomocí diskriminační analýzy a metod strojového učení určeny proteiny, které nejvíce odlišují spermie s dlouhým a krátkým apikálním háčkem. Signifikantní trend mezi proteiny odlišující spermie s krátkým a dlouhým apikálním háčkem, bez ohledu na druh, byl identifikován u proteinů účastnících se převážně metabolismu sacharidů a výroby energie. Jedná se mimo jiné o...
|
|
|
Struktura a funkce vybraných lipokalinů a jejich role v chemické komunikaci savců
Stopková, Romana ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Sedláček, František (oponent) ; Žídek, Lukáš (oponent)
SouHrulolsBnrnčnipnÁcE Komunikace zprostředkovanáruznými chemickými substancemise vyskytuje u organismůjiŽ od buněčnéúrovně.V průběhuevoluce vznikajíspecifickésystémy přenosu a zachyceníinformačníchmolekul, zahmujícívznik čichovýchreceptoru nebo diverzifikacipřenašečůtěchtosubstancí(např. lipokaliny)'Lipokalinyjsou proteiny,kterédíkysvékonzervativníterciámístruktuřemajíschopnostviuat ma|é těkavéligandya na základětétov|astnostije jim častopřisuzovánavýznunnárolepři přenosusigná|ů(odorantuneboferomonů)v chemickékomunikaci. Nejznámějšía nejlépeprostudovanélipokalinyjsou Hlavnímočovéproteiny(Mupy) u myšia odorantvžuajiciproteiny(obp),existujeale mnohodalšíchlipokalinů,o jejichŽfunkci se speku|ujenebonenívůbeczniima.Cílemméprácebylo přispět k pochopenívariabiliý lipokalinůa utvořit tak komplexnějšíobraz o těchto proteinech.V rámci tétodisertačnípráce předkládám dvě publikace,kteréprošly recenmímřizenim a třetípub|ikacipředloŽenoudo časopisu.Součástítřetípublikace jsou tři novésekvencegenůpro lipoka|iny,kteréjsme identifikovaliu nomíkarudého (Myodesglareolus)'předloŽenédo databazeGenBank.Charakteristikatěchtonových lipokalinůvede k dalšímúvahámo jejich funkci a můŽetak přispět k upřesnění představyo mechanismechpachovékomunikace. Stopková R.' StopkaP.,JanotováK., JedelskýP.L.2007 Druhověspecifickáexprese...
|
|
|
Role ubikvitin ligázy Fbxo38 v myší spermatogenezi
Zobalová, Eliška ; Čermák, Lukáš (vedoucí práce) ; Stopka, Pavel (oponent)
Ubikvitin ligázy závislé na cullinových podjednotkách jsou zodpovědné za regulaci většiny buněčných procesů. Navzdory tomu, že jejich mutované formy jsou příčinou vzniku mnoha lidských onemocnění, nejsou jejich fyziologické role dostatečně popsány. V rámci předkládaných výsledků jsme se soustředili na fyziologickou roli ubikvitin ligázy SCFFBXO38 (SKP1-CULLIN1-FBXO38), jejíž mutované formy jsou zodpovědné za progresi distální neuropatie. Příprava myšího modelu absence FBXO38 odhalila vyšší mortalitu homozygotních mláďat a růstový defekt, a to jak na úrovni celého organismu, tak i jednotlivých orgánů, zejména jater a varlat. Samci s delecí v genu Fbxo38 měli výrazně nižší reprodukční schopnost, což souviselo s nižší produkcí maturovaných spermií a patologickými změnami ve struktuře semenotvorných tubulů. Zjistili jsme, že protein FBXO38 je funkčně exprimován v Sertoliho buňkách zodpovědných za regulaci spermatogeneze a integrity semenotvorných kanálků. Bližší analýza spermatogenních populací odhalila defekt na úrovni spermatocytární diferenciace. Dynamika této diferenciace je závislá na funkční integritě hematotestikulární bariéry tvořené mezibuněčnými spoji Sertoliho buněk. Potvrdili jsme, že retenční schopnost této bariéry byla u mutovaných zvířat snížena, což korelovalo s poklesem exprese její...
|
|
| |
|
|
Applications of Machine Learning for Detecting and Counting Objects in Cell Biology
Brázdilová, Květa ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Hoksza, David (oponent)
Současný biologický výzkum vytváří velké množství dat, která vyžadují automatizaci pro efektivní analýzu. V poslední době vznikají pro mnohé z těchto problémů řešení využívající strojové učení. Tato práce se zaměřuje na aplikace strojového učení pro analýzu obrazu, například detekci buněk v mikroskopickém snímku a jejich klasifikaci dle fenotypu. Po krátkém úvodu do strojového učení obecně bude představeno osm publikovaných metod využívajících strojové učení pro detekci nebo klasifikaci objektů v biologických snímcích. Dále bude uvedeno pět open-sourcových softwarových nástrojů pro obrazovou analýzu v biologii, které využívají některé z metod zmíněných výš. Dále je popsán nový project, jehož cílem je vytvořit konvoluční neuronovou síť na počítání bakteriálních kolonií na agarových plotnách. Na závěr jsou diskutovány výsledky tohoto projektu. Klíčová slova: strojové učení, neuronová síť, rozpoznávání objektů, buněčná biologie, segmentace
|
|
|
Social communication in the house mouse (Mus musculus)
Černá, Zuzana ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Havlíček, Jan (oponent)
Chemická komunikácia je najdôležitejším spôsobom dorozumievania sa u myši domácej. Tradične bola v tejto súvislosti skúmaná predovšetkým moč, z dôvodu jej pomerne ľahkého získavania a analýzy, a typického spôsobu jej prezentácie pomocou močových značiek. Analýza fyzickej interakcie dvoch myší však ukazuje, že existuje viacero ďalších komunikačne dôležitých chemických signálov. Etologická analýza ukázala, že pri prvotnej interakcii jedincov opačného pohlavia dochádza k preskúmavaniu orofaciálnej oblasti, a následne k orálnemu kontaktu, pri ktorom dochádza k výmene slín. Zároveň výsledky tejto práce preukázali zásadný vplyv štádia reprodukčného cyklu samice na štruktúru chovania u oboch pohlaví. Jedným z významných zdrojov signálov sú sliny, ktoré sú v interakcii jedincov opačného pohlavia aktívne oňuchávané a dokonca aj fyzicky vymieňané. Chemická analýza slín urobená pomocou plynovej chromatografie s hmotnostným spektrometrom (GC-MS) ukázala, že sú pohlavne dimorfným chemickým signálom a dokonca môžu predstavovať nástroj individuálneho pachového podpisu jedinca. Unikátnosť pachového signálu nie je založená na prítomnosti jedinečných substancií, ale na ich špecifickom pomere v zmesi. Táto práca môže slúžiť ako základ k ďalšiemu podrobnejšiemu skúmaniu chemických signálov a ich významu v sociálnej...
|
|
|
Deciphering the biological role of Ddi1-like protein family
Sivá, Monika ; Grantz Šašková, Klára (vedoucí práce) ; Bařinka, Cyril (oponent) ; Stopka, Pavel (oponent)
Představitelé rodiny proteinů podobných Ddi1 (z angl. DNA damage-inducible protein homolog 1) patří do skupiny tzv. "přenašečů", které jsou v buňce zodpovědné za regulaci degradace proteinů v ubikvitin-proteasomálním systému. Proteiny podobné Ddi1 se od ostatních přenašečů liší specifickou doménou podobnou retrovirálním proteasam, která patří mezi aspartové proteasy. Nedávno byla v jejich struktuře taktéž objevena vysoce konservovaná helikální doména. V poslední době se objevují studie, které popisují nové funkce členů rodiny protein podobných Ddi1 a to v rámci udržování buněčné homeostázy v odpovědi na stresové podněty, např. v reakci na proteotoxické podmínky nebo v opravě poškozené DNA. Tato disertační práce se zabývá charakterizací vybraných členů rodiny proteinů podobných Ddi1 a to jak na molekulární úrovni, tak v biologických studiích na myších modelech. Byla vyřešena struktura domény podobné ubikvitinu (ubiquitin-like domain, UBL) v rámci kvasinkového proteinu Ddi1. Následně byly porovnány vazebné vlastnosti domén UBL kvasinkového proteinu Ddi1 a lidského proteinu DDI2. Doména UBL a motiv vázající ubikvitin (ubiquitin interacting motif, UIM) lidského homologu DDI2 sice specificky vážou ubikvitin, zároveň je však tato vazba velice slabáv porovnání s jinými ubikvitin vazebnými doménami. Naše...
|
|
|
Hledání nových biomarkerů neplodnosti mužů pomocí transkriptomu spermií
Semyakina, Anastasiya ; Liška, František (vedoucí práce) ; Stopka, Pavel (oponent)
S problémem neplodnosti se v současně době setkává 10 až 15 procent párů. Přitom přibližně v 50 procentech případů se na problému podílí mužský faktor. Většina příčin mužské neplodnosti zůstává neznámá. Proto je velmi aktuální otázka nalezení jednoduchých a v klinické praxi použitelných nástrojů diagnostiky mužské neplodnosti. V této práci jsme se na základě analýzy transkriptomu spermií pokusili najít geny, u nichž by mohl rozdíl v expresi mezi normálními a patologickými spermiemi poskytnout informace o molekulární podstatě patologie. Stanovení exprese takových genů by mohlo sloužit pro neinvazivní diagnostiku mužské infertility. Do této studie bylo zahrnuto 67 vzorků spermií včetně 16 kontrolních od zdravých mužů. Vzorky neplodných pacientů byly rozděleny do tří skupin podle morfologie a motility na základě údajů spermiogramu. Do skupiny astenoteratozoospermie bylo zařazeno 20 vzorků vykazujících sníženou motilitu a abnormální morfologii, do skupiny astenozoospermie bylo zařazeno 15 vzorků spermií s normální morfologií, ale sníženou motilitou, do třetí skupiny, normospermie, bylo zařazeno 16 vzorků neplodných pacientů s normálním spermiogramem z hlediska počtu spermií, motility i morfologie. Dvacet čtyři vzorků ze všech čtyř skupin (tři skupiny infertilních mužů a jedna skupina kontrolní - sedm...
|
host ::
RSS.