CDC25 signalizace v savčích oocytech

• Thesis title in Czech: CDC25 signalizace v savčích oocytech
• Thesis title in English: CDC25 signaling in mammalian oocytes
• Key words: meióza, buněčný cyklus, vývoj
• English key words: meiosis, cell cycle, development
• Academic year of topic announcement: 2012/2013
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Cell Biology (31-151)
• Supervisor: doc. RNDr. Petr Šolc, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 27.11.2012
• Date of assignment: 27.11.2012
• Date of electronic submission: 15.08.2016
• Opponents: doc. RNDr. Ing. Vladimír Krylov, Ph.D.

Preliminary scope of work

Oocyty jsou samičí pohlavní buňky, které se vyvinuly z primordiálních buněk. Ještě v prenatálním vývoji oocytu vstupují do meiotického cyklu, kdy jsou oocyty arestovány v diplotene během fáze prometafáze I. Za přítomnosti LH hormonu dochází k ovulaci a znovuobnovení meiotického cyklu, kdy CDC25B uvolněno z bloku cAMP aktivuje CDK1/Cyklin B. Rozpouští se jaderná membrána, tvoří se mitotické vřeténko a chromosomy se napojují na kinetochory chromosomů. V případě, že jsou všechny chromosomy připojeny, dochází k aktivaci APC centra, které degraduje sekurin. Díky degradaci sekurinu může separáza štěpit kohezin a oocyt vstupuje do anafáze, vyděluje pólové tělísko a čeká na oplodnění.
SCF ubikvitin ligáza patří mezi nejvýznamnější ubikvitin ligázy které řídí buněčný cyklus. SCF ubikvitin ligáza se skládá se scafodového proteinu Cul1, adaptorového proteinu SKP1, F-boxového proteinu, který určuje specifitu komplexu, RBX1. Pro funkční konformaci SCF ubikvitin ligázy musí být scaffoldový protein Cul1 neddylován. Při použití inhibitoru MNL4924 u oocytů dochází k přímé inhibici SCF ubikvitin ligázy a takto ošetřený oocyt arrestuje v metafázi I a nepostupuje dále do anafáze. Inhibované oocyty přesto degradují sekurin podobně jako kontrolní oocyty – podle těch výsledků můžeme usoudit,že NEDD8 je důležitý pro segregaci a vydělení chromosomu, ale není důležitý pro aktivní APC centrum.

Preliminary scope of work in English

Oocyte are female gametes originating from primordial cells. The oocytes enter meiosis during female foetal development, however, meiosis is arrested before birth at diplotene stage of prometaphase I. Later, in presence of Luteinizing hormone (LH), ovulation occurs and meiosis is re-activated by the release of CDC25B from inhibition by cAMP which in turn activates CDK1/cyclin B. Next, the nuclear envelope disintegrates, the spindle is formed and the chromosomes are attached to the kinetochores. When all the chromosomes are attached, anaphase promoting complex/cyclosome (APC/C), an E3 ubiquitin ligase which degrades securin, is activated. Upon securin degradation, separase is freed to cleave cohesin and thus advancing oocyte into anaphase. Next, a polar body is extruded and the oocyte is halted until fertilization occurs.
SCF ubiquitin ligase is the most important E3 ubiquitin ligase controlling the cell cycle. SCF ubiquitin ligase is a multi-protein complex consisting of three core components: a scaffold protein Cul1, an adaptor protein SKP1, and an F-box protein RBX1 which defines the complex specificity. However, for the functional conformation of the SCF complex, the scaffold protein cul1 has to undergo neddylation. Interestingly, the treatment of oocytes with an MNL4924 inhibitor, a small molecule inhibitor of Nedd8 activating enzyme, inhibits SCF complex causing an arrest of oocyte in metaphase I and thus preventing oocyte from entering anaphase. However, MNL4924 treated oocytes were still able to degrade securin to the same extent as control oocytes. Hence, our result suggests that NEDD8 is important for segregation and extrusion of chromosomes while NEDD8 is not required for activation of APC/C.