|
|
Meiotický efekt mutace genu MutS homolog 6 (Msh6) u dvou myších poddruhů
Fusek, Karel ; Forejt, Jiří (vedoucí práce) ; Reifová, Radka (oponent)
Pro účely studia hybridní sterility byl v naší laboratoři vytvořen model založený na kmeni PWD/Ph (PWD) pocházejícího z divokých myší poddruhu M. m. musculus a běžně využívaném laboratorním kmeni C57BL/6J (B6) odvozených zvíce než 90% od poddruhu M. m. domesticus. Po křížení samice PWD a samce B6 získáme samčí potomky, kteří jsou sterilní. Hybridní samci F1 generace vykazují defekty v opravě asymetrických dvouvláknových DNA zlomů (DNA double-strand breaks, DSBs) iniciovaných společným působením proteinů SPO11 a PRDM9 v meiotické profázi I, přičemž dochází k poruchám synapse mezi homologními chromozomy vedoucí k zástavě spermatogeneze a samčí sterilitě. Tvorba dvouřetězcových zlomů a jejich následná oprava je předpokladem pro první meiotické dělení. Pracovní hypotéza vychází z poznatků založených na kvasinkovém modelu, kdy předpokládaný antirekombinační mechanismus mismatch repair genů Msh6 a Msh2 zamezuje opravu DSBs v místech DNA polymorfismů mezi homologními chromozomy během meiózy. Ačkoliv není znám přesný mechanismus antirekombinační funkce těchto dvou genů, na základě homologie systému oprav napříč organismy existuje silný předpoklad podobné funkce v myší meióze. V této práci byla využita řada různých metod. Se záměrem studie účinku delece genu Msh6 na meiotickou profázi I a zrání spermií byla...
|
|
|
The role of Prdm9 in the house mouse hybrid sterility model
Mukaj, Amisa ; Parvanov, Emil (vedoucí práce) ; Děd, Lukáš (oponent) ; Reifová, Radka (oponent)
(česky) Hybridní sterilita je fenomén představující reprodukční izolaci mezi blízce příbuznými druhy a tím zajištění procesu speciace. Hybridní sterilita je komplexní polygenní znak a nejvýznamnějšího pokroku v jejím studiu je dosaženo u Drosophila melanogaster. Před téměř půlstoletím Forejt a Ivanyi zmapovali první genetický lokus hybridní sterility u obratlovců (Hybrid sterility 1, Hst1) u křížení divokých myší s laboratorními inbredními kmeny, kde je samčí potomek sterilní. Další mapování lokusu vedlo k objevu genu zvaného PR doména zinc finger protein 9 (Prdm9), histon methyltransferáza, jejíž nedostatek způsobuje meiotické zastavení a sterilitu u myší. Dále bylo zjištěno, že Prdm9 definuje umístění hotspotu v meiotické rekombinaci umístěním trimethylačních značek na lysinové zbytky 4 a 36 histonu 3, což vysvětluje pozorované defekty v jeho nepřítomnosti během meiózy. Nicméně jeho přesná role v molekulárním mechanismu hybridní sterility je zatím nejasná. Exprese Prdm9 je přítomna během fáze tvorby dvouřetězcových zlomů meiotické DNA a je náznakem doby iniciace hybridní sterility. Fenotypicky v případě hybridní sterility samců myší je pozorována neúplná chromozomová synapse, meiotická zástava ve střední až pozdní fázi pachytenu, transkripční dereprese chromozomu X, menší varlata a nedostatek...
|
|
|
Genetické interakce genu Prdm9
Šebestová, Lenka ; Trachtulec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Král, Jiří (oponent)
Gen Prdm9 (PR domain containing 9, Meisetz, Hybrid sterility 1) kóduje enzym, který trimethyluje histon 3 na lysinech 4 a 36. Tyto metylační značky určují pozice budoucích dvouřetězcových zlomů DNA, které jsou pak opraveny meiotickou homologní rekombinací. V této práci byly zjišťovány interakce Prdm9 se dvěma geny důležitými pro spermatogenezi - Mili (Piwil2) účastnícím se biogeneze piRNA a Mybl1 kódujícím transkripční faktor regulující expresi genů důležitých pro průběh meiotické profáze I včetně piRNA prekurzorů. Křížením laboratorních myší nesoucích mutovanou alelu Prdm9 s myšmi heterozygotními pro mutaci v genu Mybl1 nebo Mili jsme vytvořili samce dvojitě heterozygotní a pro Mybl1 i dvojitě homozygotní. U těchto myší jsme stanovili hmotnost těla a parametry fertility (hmotnost varlat, počet spermií v nadvarlatech, procento malformovaných spermií, podíl semenotvorných kanálků obsahujících spermatocyty a procento abnormálních jader pachytenních spermatocytů) a porovnali je s kontrolami. Zkoumali jsme také vliv mutací v Mybl1 a Mili na plodnost F1 mezipoddruhových hybridů. Výsledky odhalily možnou interakci Prdm9 a Mybl1 u laboratorních myší. Snížená dávka genu Mybl1 redukovala fertilitu mezipoddruhových F1 hybridů. Interakci genu Prdm9 s Mili jsme zatím neprokázali ani u laboratorních myší ani u...
|
|
| |
|
|
Charakterizace kandidátních genů hybridní sterility Hstx1 a Hstx2
Kašíková, Lenka ; Jansa, Petr (vedoucí práce) ; Rothová, Olga (oponent)
Speciace, vznik nových druhů, je zásadním evolučním procesem zodpovědným za druhovou rozmanitost na naší planetě. Na počátku procesu speciace je oddělení dvou populací reprodukční bariérou, která zabrání genovému toku mezi nimi. Jedním z mechanismů, jak je docíleno reprodukční izolace, je hybridní sterilita (HS). Jedná se o mechanismus postzygotické reprodukční izolace popsaný u řady eukaryot. Prvním objeveným genem hybridní sterility u obratlovců je myší gen Hybrid sterility 1 (Hst1), později identifikovaný jako gen Prdm9. Genetickou a molekulární analýzou byl později na chromozomu X určen lokus, jehož interakce s Prdm9 vede ke sterilitě anebo snížené fertilitě hybridních samců. Tento lokus obsahuje dva genetické faktory HS - Hstx1 způsobující abnormální morfologii spermií a Hstx2 způsobující zástavu spermatogeneze v pachytenních spermatocytech a sterilitu. Ve své diplomové práci jsem se zaměřila na studium vlivu delecí kandidátního myšího X-vázaném genu hybridní sterility - Fmr1nb. Analýza samců B6N.Fmr1nbmut s delečními variantami genu Fmr1nb ukázala, že Fmr1nb je jedním z faktorů ovlivňujících spermiogenezi. U samců, nesoucích delece genu Fmr1nb, došlo k nárůstu morfologických abnormalit spermií, fenotyp identický s Hstx1. Vliv delecí genu Fmr1nb na průběh meiotické profáze I u hybridních samců...
|
|
|
Meiotický efekt mutace genu MutS homolog 6 (Msh6) u dvou myších poddruhů
Fusek, Karel ; Forejt, Jiří (vedoucí práce) ; Reifová, Radka (oponent)
Pro účely studia hybridní sterility byl v naší laboratoři vytvořen model založený na kmeni PWD/Ph (PWD) pocházejícího z divokých myší poddruhu M. m. musculus a běžně využívaném laboratorním kmeni C57BL/6J (B6) odvozených zvíce než 90% od poddruhu M. m. domesticus. Po křížení samice PWD a samce B6 získáme samčí potomky, kteří jsou sterilní. Hybridní samci F1 generace vykazují defekty v opravě asymetrických dvouvláknových DNA zlomů (DNA double-strand breaks, DSBs) iniciovaných společným působením proteinů SPO11 a PRDM9 v meiotické profázi I, přičemž dochází k poruchám synapse mezi homologními chromozomy vedoucí k zástavě spermatogeneze a samčí sterilitě. Tvorba dvouřetězcových zlomů a jejich následná oprava je předpokladem pro první meiotické dělení. Pracovní hypotéza vychází z poznatků založených na kvasinkovém modelu, kdy předpokládaný antirekombinační mechanismus mismatch repair genů Msh6 a Msh2 zamezuje opravu DSBs v místech DNA polymorfismů mezi homologními chromozomy během meiózy. Ačkoliv není znám přesný mechanismus antirekombinační funkce těchto dvou genů, na základě homologie systému oprav napříč organismy existuje silný předpoklad podobné funkce v myší meióze. V této práci byla využita řada různých metod. Se záměrem studie účinku delece genu Msh6 na meiotickou profázi I a zrání spermií byla...
|
|
|
Meiotic homologous recombination and hybrid sterility
Gergelits, Václav ; Forejt, Jiří (vedoucí práce) ; Macholán, Miloš (oponent) ; Munclinger, Pavel (oponent)
(česky) Meiotická homologní rekombinace, synapse homologních chromosomů a hybridní sterilita F1 kříženců jsou vzájemně provázané fenomény závisející jeden na druhém. V předložené dizertační práci jsme tyto fenomény zkoumali na genetické i mechanistické úrovni za využití modelu myších poddruhů. Identifikovali a charakterizovali jsme noncrossovery (NCO, též genové konverze), které zprostředkovávají 90% všech oprav meiotických dvouřetězcových zlomů (DSB), determinovaných genem Prdm9, a to na celochromosomální úrovni. Na základě 94 detekovaných NCO jsme spočítali střední délku doprovodných úseků genové konverze jako 32 bp. Na lokální úrovni se NCO překrývaly s již známými hotspoty trimethylovaných histonů a utváření DSB. Lokalizace hotspotů v genomu je určená proteinem PRDM9. Z toho vyplývá, že NCO skutečně mají původ ve standardní dráze opravy meiotických DSB. Na celochromosomální úrovni jsme pozorovali rozdílné distribuce NCO a crossoverů (CO), projevující se zejména relativní preferencí CO před NCO v subtelomerických oblastech. Pozorovali jsme deficit specifické třídy tzv. nonparentálních, či asymetrických NCO a CO. Navrhujeme, že tyto NCO a CO jsou obtížně orpavitelné a hypoteticky by mohly být opraveny sesterskou chromatidou. Takováto oprava by nepřispěla k nezbytné homologní synapsi....
|
|
|
Role histonových modifikací a genové exprese v myší spermatogenezi
Křivánková, Klára ; Mihola, Ondřej (vedoucí práce) ; Jansa, Petr (oponent)
Předpokladem sexuálního rozmnožování je u samců produkce haploidních spermií. Protein PRDM9 je histonová metyltransferáza lokalizující místa meiotické rekombinace řady savců. Myší samci kmene C57BL/6J (B6) deficientní pro Prdm9 (Prdm9-/- ) jsou sterilní, zatímco Prdm9-/- samci kmene PWD/Ph (PWD) mají snížený počet spermií. Porovnání rozmístění trimetylovaného lysinu 36 histonu 3 (H3K36me3) v genomu Prdm9- /- samců těchto dvou kmenů přispěje ke zjištění role této epigenetické modifikace v meiotické rekombinaci a v rozdílné plodnosti Prdm9-/- samců. Druhá část práce se zabývá transgenními samci. Samčí potomci první generace křížení samice B6 a samce PWD (B6PF1) mají snížené parametry plodnosti kvůli nekompatibilitě Prdm9 alel. U B6PF1 hybridů nesoucích transgen CHORI-34-289M8 či RP24-346I22 jsou parametry plodnosti ještě nižší. Ze stanovení relativní míry transkripce tří genů z transgenu a její korelace s počtem spermií byl za kandidátní gen, podílející se na snížení fertilních parametrů transgenních B6PF1 hybridů, určen gen kódující proteazomální podjednotku Psmb1. Důvodem snížené plodnosti by tak mohly být defekty v sestavování proteazomu. Studium fitness transgenních živočichů je důležité nejen pro základní výzkum, ale i z hlediska možností jejich uplatnění mimo výzkumná pracoviště.
|
|
|
Analýza vlivu genové dávky myšího speciačního genu Prdm9 na fertilitu hybridů
Flachs, Petr ; Trachtulec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Stopka, Pavel (oponent) ; Král, Jiří (oponent)
(cz) Fenomén hybridní sterility představuje jeden z evolučních mechanismů umožňující speciaci, tedy vznik nových druhů. Zatím bylo popsáno jen málo speciačních genů a Prdm9 (PR-domain 9) je první a zatím jediný identifikovaný u savců. Hraje totiž roli ve sterilitě hybridů vznikajících křížením poddruhů myši domácí. Ohledně vlivu Prdm9 na plodnost semifertilních hybridních samců bylo ale dosud publikováno jen omezené množství poznatků, přitom v přírodě jsou takoví samci daleko četnější než samci zcela sterilní. Pomocí panelu genetických nástrojů a baterií fenotypizačních testů dokazuje tato disertace ústřední roli Prdm9 v hybridní sterilitě na mnoha typech mezi-poddruhových kříženců s různě postiženou plodností a věkovým omezením. Přidáváním ale i ubíráním genové dávky Prdm9 se fenotyp snížené plodnosti vylepší. Také zvýšení genové dávky Prdm9 alely, která v jedné kopii zapříčiňuje sterilitu, zlepšuje parametry fertility F1 hybridů. PRDM9 protein hraje roli i v určování míst meiotické rekombinace. Práce poukazuje na princip interakce soutěže alel v určování rekombinančně preferovaných genomických lokusů - hotspotů, a tím možné způsoby propojení obou rolí Prdm9. Tato disertace shrnuje sestavu tří logicky propojených publikací, které mají ambici být významnými díly skládačky poznání mechanismu...
|
|
|
Genetické interakce genu Prdm9
Šebestová, Lenka ; Trachtulec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Král, Jiří (oponent)
Gen Prdm9 (PR domain containing 9, Meisetz, Hybrid sterility 1) kóduje enzym, který trimethyluje histon 3 na lysinech 4 a 36. Tyto metylační značky určují pozice budoucích dvouřetězcových zlomů DNA, které jsou pak opraveny meiotickou homologní rekombinací. V této práci byly zjišťovány interakce Prdm9 se dvěma geny důležitými pro spermatogenezi - Mili (Piwil2) účastnícím se biogeneze piRNA a Mybl1 kódujícím transkripční faktor regulující expresi genů důležitých pro průběh meiotické profáze I včetně piRNA prekurzorů. Křížením laboratorních myší nesoucích mutovanou alelu Prdm9 s myšmi heterozygotními pro mutaci v genu Mybl1 nebo Mili jsme vytvořili samce dvojitě heterozygotní a pro Mybl1 i dvojitě homozygotní. U těchto myší jsme stanovili hmotnost těla a parametry fertility (hmotnost varlat, počet spermií v nadvarlatech, procento malformovaných spermií, podíl semenotvorných kanálků obsahujících spermatocyty a procento abnormálních jader pachytenních spermatocytů) a porovnali je s kontrolami. Zkoumali jsme také vliv mutací v Mybl1 a Mili na plodnost F1 mezipoddruhových hybridů. Výsledky odhalily možnou interakci Prdm9 a Mybl1 u laboratorních myší. Snížená dávka genu Mybl1 redukovala fertilitu mezipoddruhových F1 hybridů. Interakci genu Prdm9 s Mili jsme zatím neprokázali ani u laboratorních myší ani u...
|
host ::
RSS.