|
|
Evoluce morfologie spermií ptáků
Zemanová, Aneta ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Frolíková, Michaela (oponent)
Spermie je jedna z nejvariabilnějších buněk, která nese napříč druhy různé morfologické rozdíly a podléhá selekčním tlakům, díky nimž mohou být způsobeny morfologické změny. Vznikají různé morfologické adaptace a tím spermie získává šanci na úspěšné oplození. Hlavním cílem mé diplomové práce bylo zjistit, zda rozdíly v proteomech sledují úroveň kompetice spermií nebo spíše fylogenezi. Tato práce je zaměřená na analýzu morfologie spermií u různých druhů pěvců, zastoupení proteinů jak ve spermii, tak i v seminální tekutině a jejich zařazení do jednotlivých kategorií genové ontologie. Pro tuto studii bylo vybráno šest druhů pěvců: rákosník zpěvný (Acrocephalus palustris), skorec vodní (Cinclus cinclus), zvonek zelený (Chloris chloris), vlaštovka obecná (Hirundo rustica), budníček menší (Phylloscopus collybita) a zebřička pestrá (Taeniopygia guttata). U všech druhů bylo provedeno morfometrické měření spermií, kde největší variabilita byla zaznamenána ve střední části bičíku spermií. Pomocí hmotnostní spektrometrie byly analyzovány proteiny spermií a seminální tekutiny zvlášť a následně pomocí diskriminační analýzy určeny proteiny, které nejvíce od sebe odlišují vybrané druhy pěvců. Ze získaných dat je možné usuzovat, že spermie s delší střední částí mají více mitochondriálních proteinů, které jsou...
|
|
|
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,...
|
|
|
Druhově specifické strukturní rozdíly spermií savců a funkce jejich klíčových proteinů během oplození.
Dobrodinská, Anna ; Frolíková, Michaela (vedoucí práce) ; Kuntová, Barbora (oponent)
Oplození je proces, při kterém splývá samčí a samičí gameta, a dávají tak vzniknout novému organismu. Splynutí spermie s vajíčkem předchází několik nezbytných dějů, mezi které patří kapacitace, akrozomální reakce, vazba spermie na zona pellucida a oolemu a fúze membrán obou gamet. Řízení těchto dějů se účastní četné proteiny, které se nacházejí jak na spermii, tak i na vajíčku. V průběhu oplození tyto proteiny plní buď jednu, nebo i více funkcí. U spermií savců nacházíme značné druhově specifické odlišnosti jak v jejich morfologii, tak i na proteinové úrovni. Komplexní pochopení mezidruhových rozdílů ve stavbě spermie a funkcích jejích klíčových proteinů přispěje k lepšímu porozumění procesu oplození, díky čemuž budeme v budoucnu schopni lépe diagnostikovat a následně léčit příčiny neplodnosti u lidí. Tato bakalářská práce shrnuje dosavadní poznatky o stavbě a klíčových proteinech spermie, které byly získány studiem jednotlivých modelových savčích organismů: býka, prasete, myši a člověka. Dále tato práce přináší jejich mezidruhové srovnání. Klíčová slova: spermie, oplození, akrozomální reakce, kapacitace, proteiny spermie, býk, prase, myš, člověk
|
|
|
Exprese a lokalizace integrinů alfa V a alfa 3 v samčích germinálních buňkách u vybraných druhů savců
Bajerová, Kateřina ; Frolíková, Michaela (vedoucí práce) ; Krejčová, Tereza (oponent)
Integriny jsou transmembránové glykoproteiny zprostředkující adhezi buněk a jejich komunikaci s extracelulární matrix. Přítomnost integrinových podjednotek byla popsána nejen na somatických buňkách, ale i na oocytech a spermiích. V plazmatické membráně vajíčka se integriny společně s dalšími proteiny z rodiny tetraspaninů podílejí na formování rozsáhlých molekulárních sítí. Obdobné struktury byly v posledních letech odhaleny i na spermii. Zatímco úloha integrinů na vajíčku byla v minulosti intenzivně studována, o přítomnosti a funkci těchto molekul na spermii se toho ví mnohem méně. V rámci této diplomové práce jsme se zaměřili na studium exprese a lokalizace integrinu alfa V a alfa 3 na akrozom-intaktních spermiích a porovnali vzájemné mezidruhové rozdíly u myši, kance a člověka. U integrinu alfa V jsme dále popsali změny v jeho lokalizaci po akrozomální reakci, která je důležitou součástí maturace spermií. Pomocí konfokální mikroskopie jsme integrin alfa V na akrozom-intaktních spermiích u všech námi studovaných druhů lokalizovali v oblasti akrozomu, a po akrozomální reakci jsme detekovali jeho přesun do postakrozomální oblasti a do ekvatoriálního segmentu. Použití imunodetekce ukázalo klesající expresi integrinu alfa V u kapacitovaných a akrozom- zreagovaných spermií. Integrin alfa 3 byl na...
|
|
|
Akrozomální reakce savčí spermie
Picková, Jana ; Frolíková, Michaela (vedoucí práce) ; Kuntová, Barbora (oponent)
K akrozomální reakci (AR) spermie dochází in vivo v reprodukčním traktu samice a tento děj je nezbytnou prerekvizitou k tomu, aby spermie mohla oplodnit vajíčko. AR umožňuje spermii proniknout obaly vajíčka a splynout s ním. Spermie musí nejdříve projít procesem kapacitace a teprve poté může dojít k iniciaci AR a vylití akrozomálního obsahu. Co je induktorem AR není stále zcela jasné, důležitou roli hrají nejspíše extracelulární obaly vajíčka - zona pellucida a kumulární buňky vylučující progesteron a jiné látky, u nichž byla prokázána schopnost AR iniciovat. V poslední době je předmětem intenzivního studia identifikace místa iniciace AR v rámci reprodukčního traktu samice. Ukázalo se, že u myší podstoupí většina spermií AR v horním isthmu. V ampule se pak nachází jen malé množství spermií a všechny tyto spermie jsou schopné vajíčko oplodnit. Během AR dochází k uvolňování akrozomálního obsahu do extracelulárního prostředí. Nejdříve dochází k uvolnění rozpustné složky akrozomu a až poté je postupně uvolněna akrozomální matrix. Před vylitím obsahu akrozomu musí dojít přes receptory spřažené s G proteiny a receptory tyrosinkinázy k aktivaci fosfolipáz. Poté, co jsou aktivovány i proteinkinázy, dochází k aktivaci kanálů na akrozomu i na plazmatické membráně spermie a uvolnění Ca2+ . Dále jsou...
|
|
|
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,...
|
|
|
Chemické signály a reprodukční procesy u myši domácí (Mus musculus)
Černá, Martina
10 ABSTRAKT Cílem mé disertační práce bylo identifikovat proteiny účastnící se chemické komunikace, a především pak ty, které jsou důležité pro sexuální signalizaci. Těkavé chemické signály jsou transportovány proteiny z rodiny lipokalinů uvnitř beta barelu směrem k receptorům, nebo z těla ven, kde jsou uvolňovány. Proto jsem se zaměřila na tyto proteiny ve slinách a ve vaginálním sekretu myši domácí, s využitím proteomických a transkriptomických přístupů. Vzhledem k cyklické povaze reprodukčního cyklu a jeho hormonální kontroly jsem se také zabývala detailní rolí estradiolu na fenotyp spermií u laboratorní myši. Ve slinném proteomu jsme identifikovali pohlavní dimorfismus u 10 lipokalinů (tj. z celkem 20) a předpokládáme, že i ve slinách mohou hrát roli v pohlavní signalizaci, jak již bylo popsáno v moči. Ve vaginálním sekretu jsme také identifikovali několik lipokalinů, jejichž hladina exprese rostla z fáze proestru do estru, což by mohlo podporovat předpoklad, že i ve vagíně plní signalizační funkci. Hladina těchto lipokalinů však zůstávala zvýšená i ve fázi metestru, což by znamenalo, že by samice stimulovala samce ke kopulaci i ve fázi, kdy není receptivní. Pravděpodobně tedy záleží spíše na směsi ligandů přenášených lipokaliny, než na proteinech samotných. Dalším výsledkem bylo zjištění, že estrogenní...
|
|
|
Molekulární podstata penetrace spermií a jejich membránové fúze s oocytem v rámci oplození u savců
Klimková, Veronika ; Krylov, Vladimír (vedoucí práce) ; Frolíková, Michaela (oponent)
Oplození je proces skládající se z mnoha kroků, které na sebe musejí navazovat a doplňovat se. Spermie jsou schopny oplození až po kapacitaci, hyperaktivaci a po spuštění akrozomální reakce. Vajíčka obklopená kumulárními buňkami naopak vysílají signály k aktivaci a orientaci spermií. Tato práce je zaměřena na nejnovější poznatky rolí kumulárních buněk, tedy tvorbu chemoatraktivních látek a zdali kumulární buňky spouštějí akrozomální reakci po navázání nově objeveného proteinu NYD-SP8. Zdá se, že progesteron indukuje akrozomální reakci a že je nejlepším chemoatraktantem vylučovaným kumulárními buňkami. Dále se zde zabývám fúzí cytoplazmatických membrán spermie a vajíčka, kde jsou potřebné povrchové proteiny jako je Juno a IZUMO1. Klíčová slova: fúze membrán, kumulární buňky, akrozomální reakce, chemotaxe, spermie, vajíčko, oplození
|
host ::
RSS.