Evoluce morfologie spermií ptáků

• Název práce v češtině: Evoluce morfologie spermií ptáků
• Název v anglickém jazyce: Evolution of sperm morphology in birds
• Klíčová slova: ptáci, spermie, evoluce, akrozomální reakce
• Klíčová slova anglicky: birds, sperm, evolution, acrosome reaction
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: prof. Mgr. Pavel Stopka, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 12.11.2020
• Datum zadání: 12.11.2020
• Datum odevzdání elektronické podoby: 11.08.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 13.09.2022
• Oponenti: RNDr. Michaela Frolíková, Ph.D.
• Konzultanti: prof. Mgr. Tomáš Albrecht, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Proteomické praktikum
Statistické metody (Albrecht)

Předběžná náplň práce

Navrhovaná diplomová práce je součástí projektu GAČR „Evoluce morfologie spermií ptáků“. Cílem diplomové práce je objasnit, jak se mění proteom spermií (především akrozomální) pod vlivem promiskuity jako (postkopulačního) selekčního tlaku. Ptáci, a především pěvci, představují velkolepý zdroj pro studium role poskopulačního pohlavního výběru na fenotyp spermií, protože je možné ve střední Evropě nachytat několik desítek druhů pěvců s rozdílnou mírou pohlavní promiskuity. U ptáků, stejně jako i u jiných skupin, bylo již dříve prokázáno, že míra promiskuity je asociována s různými fenotypovými znaky spermií, jako je délka bičíků, morfologie hlavičky, či velocita a může souviset i s nastavením některých energetických metabolických drah, stejně jako u savců. Není ovšem zřejmé, do jaké míry ovlivňuje promiskuita i složení protemu spermií, a především akrozomu. Materiál pro navrhovanou diplomovou práci (spermie 40 druhů pěvců) již byl recentně odebrán a je k dispozici, a proto se zaměříme na plánované cíle DP. Nejdříve budeme stimulovat akrozomální reakci u modelového druhu pěvců (zebřička) aby bylo možné anotovat zbylé proteomy ve smyslu lokalizace jednotlivých proteinů (akrozom versus zreagované spermie). Následně provedeme morfometrickou analýzu spermií jednotlivých druhů a analýzu proteomů jak akrozomů tak celých zreagovaných spermií. Poté provedeme detailní anotaci jednotlivých proteinů a provedeme analýzu diferenciálně abundantních proteinů. Tato data pak budeme analyzovat mnohorozměrnými srovnávacími metodami (PCA, MDS etc.) a pokusíme se odhadnout sílu párovacího systému jako selekčního tlaku na evoluci složení akrozomálního (a celkového) proteomu ptačích spermií.

Metody, které budeme využívat při řešení DP zahrnují (chronologicky):
1. morfometrie – délky a šířky hlavičky, bičíku atd
2. proteomika – isolace bílkovin a následná identifikace pomocí hmotnostní spektrometrie (LC-MS)
3. statistická analýza – identifikace diferenciálně abundantních bílkovin, komparativní mezidruhová analýza (včetně promiskuitní versus „monogamní“)
4. interpretace data s využitím analýzy genové ontologie GO a fylogenetických modelů

Alternativním cílem je opublikovat získané výsledky v prestižním časopise s IF.