|
|
Cytoskeleton-membrane protein interaction network in sperm
Adamová, Zuzana ; Komrsková, Kateřina (vedoucí práce) ; Tolde, Ondřej (oponent)
Spermie podstupuje několik návazných maturačních procesů, aby mohlo dojít k oplození. Posledním z nich je akrozomální reakce, exocytóza akrozomu, váčku naplněného lytickými enzymy. Akrozomální reakce je zásadní nejen pro průnik spermie skrz vaječné obaly, ale i pro reorganizaci membránových struktur spermie, v rámci které jsou na povrch vystaveny proteiny zásadní pro oplození, zejména pro rozpoznání, vazbu a fúzi gamet. Jedním z těchto proteinů je CD46, který se v intaktních spermiích nachází v akrozomální membráně a po zahájení exocytózy relokuje do ekvatoriálního segmentu hlavičky spermie, kde dochází k prvotnímu kontaktu spermie s plazmatickou membránou vajíčka. Relokaci CD46 zamezuje inhibice aktinu, jehož reorganizace v hlavičce spermie hraje důležitou roli v akrozomální reakci, nicméně není zřejmé, jakým mechanismem CD46 a aktin interagují. V této práci byl studován ezrin, protein propojující membránové proteiny s aktinovým cytoskeletem, v kontextu CD46 a jeho relokace. Imunofluorescenční detekce ezrinu odhalila jeho kolokalizaci s CD46, která je narušena během akrozomální reakce. Přítomnost ezrinu v intaktních i akrozomálně zreagovaných spermiích byla potvrzena technikou western blot. Interakce CD46 a ezrinu byla detekována ko-imunoprecipitací. Na základě těchto zjištění navrhujeme, že...
|
|
|
Dynamika akrozomální reakce při vnitrodruhové kompetici spermií hlodavců.
Veselá, Kateřina ; Hortová, Kateřina (vedoucí práce) ; Pěknicová, Jana (oponent)
Dynamika akrozomální reakce při vnitrodruhové kompetici spermií hlodavců Integrita akrozómu spermií je u promiskuitního druhu myšic narušena a více než polovina spermií prochází spontánní akrozomální reakcí (AR) ještě před navázáním se na zona pellucida. U Muridae je dokumentována vysoká míra spontánní AR, jejíž procento vzrůstá u promiskuitních druhů až na 60 % v 60 minutách kapacitace in vitro. Na integritě akrozómu se podílí mimo jiné i protein CD46. Absence CD46 u myšic (Apodemus) vykazuje shodný fenotyp jako u CD46 knock-out myší a spermie těchto jedinců mají vyšší míru spontánní AR. Je nutné objasnit, zda u myší pro průnik spermie zona pellucida vajíčka je zásadní primární vazba intaktní spermie nebo zda je upřednostňována sekundární vazba spermie po spontánní AR. V této souvislosti je otázkou, zda dochází k relokalizaci klíčového fúzogenního proteinu IZUMO u spermií se spontánní akrozomální reakcí. Relokalizace IZUMO byla v konkrétních časech kapacitace in vitro během spontánní a indukované AR imunofluorescenčně detekována. Na relokalizaci IZUMO se podílí aktinový cytoskelet, který vytváří též komplexy s β1 integrinem. Ten je asociován s proteinem CD46. Dynamika a lokalizace proteinů CD46 a β1 integrinu během spontánní a indukované AR byla imunofluorescenčně detekována. Naše výsledky ukazují, že...
|
|
|
Akrozomální reakce spermií u vybraných druhů savců
Frolíková, Michaela ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Jonáková, Věra (oponent) ; Petr, Jaroslav (oponent)
Savčí spermie musí před oplozením projít sérií fyziologických a biochemických změn v procesu zvaném kapacitace. Vyvrcholením kapacitace je akrozomální reakce (AR). Během AR dochází k exocytóze akrozomálního váčku do extracelulárního prostředí. Spermie, které AR neprošly, nebo se u nich dokonce akrozóm vůbec nevyvinul, nejsou oplození schopné. Výsledkem akrozomální reakce jsou dramatické změny v celé oblasti hlavičky spermie. Dochází k reorganizaci či ztrátě mnohých proteinů přítomných v plazmatické a vnější akrozomální membráně, rozsáhlým změnám v uspořádání cytoskeletu a v neposlední řadě k uvolnění intraakrozomálních proteinů do extracelulárního prostředí a odkrytí nových povrchových domén. Během kapacitace in vitro dochází u určitého druhově specifického počtu spermií ke spuštění akrozomální reakce i bez přítomností indukčního činidla v kapacitačním médiu. Tento jev je označován jako spontánní (zrychlená) akrozomální reakce. Nejnovější výzkumy ukazují, že spontánní AR je přirozenou součástí procesu oplození. Myšice rodu Apodemus vykazují vysokou mírou výskytu promiskuitního chování, a tudíž u nich existuje velké riziko výskytu kompetice spermií. U myšic se vyvinula unikátní reprodukční strategie, kdy se jejich spermie spojují do tzv. spermatických vláčků. Součástí tohoto procesu je spontánní AR,...
|
|
|
Akrozomální reakce spermií u vybraných druhů savců
Frolíková, Michaela
Savčí spermie musí před oplozením projít sérií fyziologických a biochemických změn v procesu zvaném kapacitace. Vyvrcholením kapacitace je akrozomální reakce (AR). Během AR dochází k exocytóze akrozomálního váčku do extracelulárního prostředí. Spermie, které AR neprošly, nebo se u nich dokonce akrozóm vůbec nevyvinul, nejsou oplození schopné. Výsledkem akrozomální reakce jsou dramatické změny v celé oblasti hlavičky spermie. Dochází k reorganizaci či ztrátě mnohých proteinů přítomných v plazmatické a vnější akrozomální membráně, rozsáhlým změnám v uspořádání cytoskeletu a v neposlední řadě k uvolnění intraakrozomálních proteinů do extracelulárního prostředí a odkrytí nových povrchových domén. Během kapacitace in vitro dochází u určitého druhově specifického počtu spermií ke spuštění akrozomální reakce i bez přítomností indukčního činidla v kapacitačním médiu. Tento jev je označován jako spontánní (zrychlená) akrozomální reakce. Nejnovější výzkumy ukazují, že spontánní AR je přirozenou součástí procesu oplození. Myšice rodu Apodemus vykazují vysokou mírou výskytu promiskuitního chování, a tudíž u nich existuje velké riziko výskytu kompetice spermií. U myšic se vyvinula unikátní reprodukční strategie, kdy se jejich spermie spojují do tzv. spermatických vláčků. Součástí tohoto procesu je spontánní AR,...
|
|
|
Cytoskeleton-membrane protein interaction network in sperm
Adamová, Zuzana ; Komrsková, Kateřina (vedoucí práce) ; Tolde, Ondřej (oponent)
Spermie podstupuje několik návazných maturačních procesů, aby mohlo dojít k oplození. Posledním z nich je akrozomální reakce, exocytóza akrozomu, váčku naplněného lytickými enzymy. Akrozomální reakce je zásadní nejen pro průnik spermie skrz vaječné obaly, ale i pro reorganizaci membránových struktur spermie, v rámci které jsou na povrch vystaveny proteiny zásadní pro oplození, zejména pro rozpoznání, vazbu a fúzi gamet. Jedním z těchto proteinů je CD46, který se v intaktních spermiích nachází v akrozomální membráně a po zahájení exocytózy relokuje do ekvatoriálního segmentu hlavičky spermie, kde dochází k prvotnímu kontaktu spermie s plazmatickou membránou vajíčka. Relokaci CD46 zamezuje inhibice aktinu, jehož reorganizace v hlavičce spermie hraje důležitou roli v akrozomální reakci, nicméně není zřejmé, jakým mechanismem CD46 a aktin interagují. V této práci byl studován ezrin, protein propojující membránové proteiny s aktinovým cytoskeletem, v kontextu CD46 a jeho relokace. Imunofluorescenční detekce ezrinu odhalila jeho kolokalizaci s CD46, která je narušena během akrozomální reakce. Přítomnost ezrinu v intaktních i akrozomálně zreagovaných spermiích byla potvrzena technikou western blot. Interakce CD46 a ezrinu byla detekována ko-imunoprecipitací. Na základě těchto zjištění navrhujeme, že...
|
|
|
Akrozomální reakce spermií u vybraných druhů savců
Frolíková, Michaela
Savčí spermie musí před oplozením projít sérií fyziologických a biochemických změn v procesu zvaném kapacitace. Vyvrcholením kapacitace je akrozomální reakce (AR). Během AR dochází k exocytóze akrozomálního váčku do extracelulárního prostředí. Spermie, které AR neprošly, nebo se u nich dokonce akrozóm vůbec nevyvinul, nejsou oplození schopné. Výsledkem akrozomální reakce jsou dramatické změny v celé oblasti hlavičky spermie. Dochází k reorganizaci či ztrátě mnohých proteinů přítomných v plazmatické a vnější akrozomální membráně, rozsáhlým změnám v uspořádání cytoskeletu a v neposlední řadě k uvolnění intraakrozomálních proteinů do extracelulárního prostředí a odkrytí nových povrchových domén. Během kapacitace in vitro dochází u určitého druhově specifického počtu spermií ke spuštění akrozomální reakce i bez přítomností indukčního činidla v kapacitačním médiu. Tento jev je označován jako spontánní (zrychlená) akrozomální reakce. Nejnovější výzkumy ukazují, že spontánní AR je přirozenou součástí procesu oplození. Myšice rodu Apodemus vykazují vysokou mírou výskytu promiskuitního chování, a tudíž u nich existuje velké riziko výskytu kompetice spermií. U myšic se vyvinula unikátní reprodukční strategie, kdy se jejich spermie spojují do tzv. spermatických vláčků. Součástí tohoto procesu je spontánní AR,...
|
|
|
Dynamika akrozomální reakce při vnitrodruhové kompetici spermií hlodavců.
Veselá, Kateřina ; Hortová, Kateřina (vedoucí práce) ; Pěknicová, Jana (oponent)
Dynamika akrozomální reakce při vnitrodruhové kompetici spermií hlodavců Integrita akrozómu spermií je u promiskuitního druhu myšic narušena a více než polovina spermií prochází spontánní akrozomální reakcí (AR) ještě před navázáním se na zona pellucida. U Muridae je dokumentována vysoká míra spontánní AR, jejíž procento vzrůstá u promiskuitních druhů až na 60 % v 60 minutách kapacitace in vitro. Na integritě akrozómu se podílí mimo jiné i protein CD46. Absence CD46 u myšic (Apodemus) vykazuje shodný fenotyp jako u CD46 knock-out myší a spermie těchto jedinců mají vyšší míru spontánní AR. Je nutné objasnit, zda u myší pro průnik spermie zona pellucida vajíčka je zásadní primární vazba intaktní spermie nebo zda je upřednostňována sekundární vazba spermie po spontánní AR. V této souvislosti je otázkou, zda dochází k relokalizaci klíčového fúzogenního proteinu IZUMO u spermií se spontánní akrozomální reakcí. Relokalizace IZUMO byla v konkrétních časech kapacitace in vitro během spontánní a indukované AR imunofluorescenčně detekována. Na relokalizaci IZUMO se podílí aktinový cytoskelet, který vytváří též komplexy s β1 integrinem. Ten je asociován s proteinem CD46. Dynamika a lokalizace proteinů CD46 a β1 integrinu během spontánní a indukované AR byla imunofluorescenčně detekována. Naše výsledky ukazují, že...
|
|
|
Akrozomální reakce spermií u vybraných druhů savců
Frolíková, Michaela ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Jonáková, Věra (oponent) ; Petr, Jaroslav (oponent)
Savčí spermie musí před oplozením projít sérií fyziologických a biochemických změn v procesu zvaném kapacitace. Vyvrcholením kapacitace je akrozomální reakce (AR). Během AR dochází k exocytóze akrozomálního váčku do extracelulárního prostředí. Spermie, které AR neprošly, nebo se u nich dokonce akrozóm vůbec nevyvinul, nejsou oplození schopné. Výsledkem akrozomální reakce jsou dramatické změny v celé oblasti hlavičky spermie. Dochází k reorganizaci či ztrátě mnohých proteinů přítomných v plazmatické a vnější akrozomální membráně, rozsáhlým změnám v uspořádání cytoskeletu a v neposlední řadě k uvolnění intraakrozomálních proteinů do extracelulárního prostředí a odkrytí nových povrchových domén. Během kapacitace in vitro dochází u určitého druhově specifického počtu spermií ke spuštění akrozomální reakce i bez přítomností indukčního činidla v kapacitačním médiu. Tento jev je označován jako spontánní (zrychlená) akrozomální reakce. Nejnovější výzkumy ukazují, že spontánní AR je přirozenou součástí procesu oplození. Myšice rodu Apodemus vykazují vysokou mírou výskytu promiskuitního chování, a tudíž u nich existuje velké riziko výskytu kompetice spermií. U myšic se vyvinula unikátní reprodukční strategie, kdy se jejich spermie spojují do tzv. spermatických vláčků. Součástí tohoto procesu je spontánní AR,...
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.