|
|
Molekulární mechanizmy a morfologické změny související s fertilizační schopností spermie myši.
Šebková, Nataša ; Hortová, Kateřina (vedoucí práce) ; Jonáková, Věra (oponent) ; Linhart, Otomar (oponent)
Proces kapacitace a akrozomální reakce (AR) spermie jsou velmi dynamické děje nezbytné pro oplození, kterých se účastní mimo jiné i cytoskeletální proteiny v hlavičce spermie. Studium distribuce aktinu, spektrinu a α-tubulinu v hlavičce zástupců savčích spermií ukázala, že před a po AR dochází ke změnám v distribuci cytoskeletálních struktur v hlavičkách spermií všech zástupců a to zejména v apikální části akrozómu, ale také v ekvatoriální a postakrozomální oblasti hlavičky spermie. Zejména dobře prostudovaný aktinový cytoskelet hraje důležitou úlohu jak v průběhu kapacitace, tak před i po AR Estrogeny vnějšího prostředí mohou interferovat s funkcí endogenních hormonů i ve velmi nízkých koncentracích. Mohou iniciovat interakce se specifickými receptory a tím ovlivňovat signální dráhy vedoucí ke kapacitaci a AR spermií. Účinek 17β-estradiolu, estronu, estriolu a 17α-ethynylestadiolu byl hodnocen podle míry tyrozinové fosforylace a stavu akrozómu během in vitro kapacitace v hlavičce spermie. Ukázalo se, že estrogeny výrazně stimulují proces kapacitace v závislosti na jejich koncentraci. Estrogeny také snižují počet spermií, které procházejí indukovanou AR. Zvýšení koncentrace estrogenů v přírodním prostředí může představovat potenciální riziko ve změnách mechanizmů vedoucích ke schopnosti spermií...
|
|
|
Genové mutace ovlivňující vývoj testes u člověka
Macháčová, Simona ; Šebková, Nataša (vedoucí práce) ; Ševčíková Jonáková, Jana (oponent)
Utváření savčích pohlavních orgánů je pozoruhodný proces, během kterého se u obou pohlaví ze stejného prekurzoru (indiferentní gonády) tvoří morfologicky i funkčně odlišná struktura. Určujícími faktory, které rozhodnou o osudu nediferencované struktury, nejsou pouze geny samotné, ale také načasování transkripce regulačních genů a množství jejich produktů. Vývoj samčí i samičí gonády řídí rozsáhlý soubor regulačních genů, které se vzájemně ovlivňují, tvoří regulační síť. Hlavní úlohu v diferenciaci samčího pohlaví hraje gen SRY, který reguluje dobu i kvantitu exprese dalších faktorů. I nepatrné chyby (mutace) v sekvencích regulačních genů nebo ve změně jejich exprese mohou vést k narušení vývoje pohlavních orgánů, případně i zániku celého organismu. Přirozeně se vyskytující mutace a jejich fenotypové projevy u člověka jsou vhodné ke studiu genových regulačních faktorů, jejichž aktivita vede k určení pohlaví. Díky těmto studiím se podařila odhalit příčina mnoha vrozených defektů, což je prvním krokem k jejich případné léčbě.
|
|
|
Úloha mitotických kináz AURKA a PLK1 v meiotickém zrání oocytů
Brzáková, Adéla ; Šolc, Petr (vedoucí práce) ; Šebková, Nataša (oponent)
Aurora A i Polo-like kináza 1 patří do rozvětvené rodiny serin/treonin kináz řídících průběh buněčného cyklu. Obě se podílí na kontrole mitózy a přispívají i k regulaci meiotického dělení. Ačkoli se role Aurory A ve znovuzahájení meiózy po prvním meiotickém bloku zdá být otázkou, na kterou současné studie přináší spíše rozporuplné odpovědi, je prakticky jisté, že hraje nezastupitelnou úlohu ve výstavbě dělícího vřeténka. V oocytech s inhibovanou (pomocí RNAi či inhibitorů) nebo overexprimovanou Aurorou A se vytváří abnormální dělící vřeténka bez pólů, s aberantním počtem pólů či s nezvyklou morfologií. Stejně tak narušení funkčnosti Plk1 vede v oocytech k výskytu poškozených dělících vřetének. Plk1 navíc, téměř jistě, hraje roli i v načasování rozpadu jaderné membrány neboli v GVBD.
|
|
|
Vliv estrogenů na spermie savců.
Šidlová, Adéla ; Šebková, Nataša (oponent) ; Hortová, Kateřina (vedoucí práce)
Po mnoho let byly estrogeny brány jako typicky samičí pohlavní hormony. Dnes už je jisté, že jsou velmi důležité i v regulaci samčí reprodukce. A to ať už je jejich účinek pozitivní či negativní. Endogenní estrogeny jsou u savčích samců důležitou částí endokrinního systému. Estrogeny hrají významnou roli při růstu a udržování kostní hmoty, stejně jako při vývoji zárodečných buněk a při pochodech spermatogeneze. Zdravé spermie jsou esenciální pro úspěšnou reprodukci. A právě endogenní estrogeny se svým vlivem částečně podílejí v regulaci správného vývoje spermií. Vedle pozitivního vlivu endogenních estrogenů je zde ovšem i negativní vliv estrogenů z vnějšího prostředí, tzv. environmentálních estrogenů. Mezi environmentální estrogeny patří chemické látky vznikající lidskou činností, xenoestrogeny, které čím dál více kontaminují životní prostředí. Nebezpečí těchto látek estrogenní povahy se skrývá v jejich schopnosti fungovat jako endokrinní disruptory, které způsobují defekty v řadě aspektů savčí reprodukce. Vzhledem k tomu, že v dnešní době se vyskytuje v prostředí čím dál více environmentálních estrogenů, které mohou interferovat s hormonální drahou savců a ovlivňovat tak jejich reprodukci, je důležité se tomuto tématu věnovat. Reprodukční poruchy, které mohou být vyvolány endokrinními disruptory...
|
|
|
Distribution of CD46 and β1 integrin molecules with respect to different membrane structures of the sperm head
Šebková, Nataša ; Frolíková, Michaela ; Děd, Lukáš ; Dvořáková-Hortová, Kateřina
CD46 protein plays an important role during fertilization and its role is associated with acrosome stability. CD46 is probably involved in signalling pathways triggering the acrosome reaction (AR). It also associates through membrane integrins with specific MAP kinases involved in the AR. Our aim was to monitor the dynamics of relocation of CD46 and β1 integrin during sperm maturation and its preparation for the fertilization. The dependence of this localization changes on the dynamic of actin cytoskeleton was studied. Our results show the changes in the localization of these proteins associated with the AR and their co-localization was observed using proximity ligation assay. After the AR CD46 and β1 integrin spreads across the sperm head, entering the post-acrosomal compartment, and permeates the borders of different domains. It was shown previously that actin dynamics is necessary for acrosome reaction-associated translocation of Izumo1 protein that is required for sperm-egg fusion. Therefore Latrunculin A was used during sperm incubation. The co-incubation of capacitated sperm with Latrunculin A leads to a decrease of the percentages of sperm, which express relocation pattern after induced AR. 3D models and visualizations of potential membrane processes responsible for the relocation of proteins from the acrosomal area to the other compartments of the sperm head were prepared. Our results deliver new information that proteins CD46 and β1 integrin undergo dynamic relocation towards the sites of sperm-egg fusion during the AR in vitro. The inhibitor of actin dynamics abrogates significantly the AR-associated changes in proteins localization. We speculate that this relocation is of importance for the successful sperm-egg interaction, adhesion and subsequent gamete fusion.
|
|
| |
|
| |
|
|
CD46 and β1integrin interaction in mouse sperm head
Šebková, Nataša ; Frolíková, Michaela ; Dvořáková-Hortová, Kateřina
CD46 protein plays an important role during fertilization and its role is associated with acrosome stability. CD46 is probably involved in signalling pathways triggering the acrosome reaction. Integrins interact with many cytoskeletal proteins such as actin, therefore changes in the actin cytoskeleton before and after AR may lead to changes in the association and localization of CD46 and β1integrin. Our aim was to monitor mutual CD46 and β1integrin interaction detected by the proximity ligation assay. It generates a localized signal in a form of spots revealing the exact position of the recognition event. Proteins interaction was study in freshly released sperm and sperm during the acrosome reaction, during which there is a gradual relocation of these proteins towards the equatorial segment and the whole sperm head. Proteins α and β tubulin were used as a positive control, α tubulin and β1 integrin as a negative control. In situ PLA showed a distinct spotted signal indicating the mutual interaction of CD46 and β1integrin. A positive response was demonstrated not only in freshly released sperm but also in sperm during the acrosome reaction. Freshly released sperm were distinctively labelled in the acrosome region and the neck, similarly to the positive control. Sperm during the acrosome reaction showed the signal across the whole sperm head region. No signal or sporadic nonspecific staining was detected in the case of the negative control. In summary, our results deliver new information that proteins CD46 and β1 integrin interact with each other. These results suppose the theory that β1 integrin can mediate a connection between CD46 and sperm cytoskeleton thereby molecules of signalling pathways leading to activation of the acrosome reaction.
|
|
|
Dynamics of mouse sperm capacitation and acrosome reaction
Dvořáková-Hortová, Kateřina ; Frolíková, Michaela ; Děd, Lukáš ; Šebková, Nataša
Capacitation followed by the acrosome reaction (AR), is a very complex event of molecular changes, including acrosome matrix rearrangement and actin polymerization, which mammalian sperm must undergo in the female reproductive tract in order to obtain the ability to penetrate and fertilize the egg. CD46 and β1-integrin belong to specific proteins, which are predicted to interact during molecular reorganization of capacitating sperm. The IZUMO1 as the primary fusion protein of the mammalian sperm is also involved in this dynamic network. We investigated the relationship between the Izumo, CD46 and β1 integrin relocation in the sperm head during the capacitation and AR in vitro. We have already successfully monitored by immunofluorescent labelling the dynamics of proteins CD46 and β1-integrin. The changes in the localization of these proteins associated with the AR and their mutual co-localization was observed. The original β1-integrin location in the freshly released epididymal sperm is in the acrosome and it relocates during the AR further through the sperm head compartments into the equatorial segment and over the whole sperm head. Its density over the equatorial segment is decreasing with the extended time of the AR. Also its presence in the perforatorium of the mouse sperm head is very prominent. The pattern for protein CD46 is extremely similar if not identical in both aspects such as compartment localization and time progress during capacitation and AR in vitro. The molecular interaction of CD46 and β1-integrin was investigated using the Proximity Ligation Assay and Super resolution microscopy STED. The data were statistically analysed. The newly obtained results from CD46 and β1-integrin relocation are in correlation with IZUMO1 dynamics and giving a substantial knowledge on the studied protein network rearrangement during capacitation and AR in mouse spermatozoa.
|
host ::
RSS.