hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
Date of registration:
16.12.2021
Date of assignment:
16.12.2021
Confirmed by Study dept. on:
16.12.2021
Date of electronic submission:
01.08.2023
Date of proceeded defence:
11.09.2023
Opponents:
Mgr. Jana Švorcová, Ph.D.
Guidelines
Etologie a Sociobiologie
References
Bohacek, J., & Mansuy, I. M. (2015). Molecular insights into transgenerational non-genetic inheritance of acquired behaviours. Nature Reviews Genetics, 16(11), 641-652.
Zaidan, H., Galiani, D., & Gaisler-Salomon, I. (2021). Pre-reproductive stress in adolescent female rats alters oocyte microRNA expression and offspring phenotypes: pharmacological interventions and putative mechanisms. Translational psychiatry, 11(1), 1-16.
Gapp, K., Jawaid, A., Sarkies, P., Bohacek, J., Pelczar, P., Prados, J., ... & Mansuy, I. M. (2014). Implication of sperm RNAs in transgenerational inheritance of the effects of early trauma in mice. Nature neuroscience, 17(5), 667-669.
Preliminary scope of work
Cílem této práce je zaměřit se na možné mechanismy přenosu epigenetické dědivosti po maternální i paternální linii, které by mohly ovlivňovat specifické chování a fenotyp u potomků. V poslední době se vědecké práce o epigenetice zaměřují i na možnosti zvrácení těchto změn během ontogeneze. Mechanismů přenosu prostřednictvím epigenetikých mechanismů, které vytvářejí epigenetické značky ovlivňující čtení DNA je několik. Epigenetickým přenosem je myšlena změna genové exprese, která není způsobena samotnou změnou nukleotidové sekvence DNA. Hlavními mechanismy pro takto navozenou změnu a ovlivnění sekvence DNA jsou metylace, acetylace nebo jiné chemické úpravy, které mohou být nalezeny při analýze metylace DNA. Tato práce se zaměřuje především na vysvětlení mechanismu epigenetického přenosu non-coding RNA, která jsou přenášena mezi oocytem a zygotou, během rané embryogeneze. Tyto chemické úpravy mohou být navozeny několika různými typy genetických i environmentálních interakcí. Poměrně dobře prozkoumaný je způsob pomocí hormonů, jako je thyroidní hormon ovlivňující genovou expresi v mozku potomků. Při navození stresové situace u březích matek, lze pozorovat změnu thyroidního hormonu, který ovlivnil nejen vývinu mozků potomků a prožívání úzkosti, ale díky vlivu na germinální linii ovlivnil i tyto vlastnosti u dalších generací. U potomků první a druhé generace byla během dalších experimentů pozorována i vyšší exprese genů způsobující depresivní a úzkostné chování. Dalším dobře prozkoumaným způsobem, je navození situace, při kterém matky zanedbávaly svá mláďata, u kterých byla posléze pozorována opět vyšší exprese genů pro depresivní a úzkostné chování. Naopak paternální epigenetické vlivy u potomků jsou nejčastěji pozorovány v době oplození oocytu, kdy dochází ke změně ncRNA v cytoplazmě spermie v době jejich předání. Většina experimentů byla především studována na myších nebo potkaních modelech, ale existují i studie, které se zaměřují na epigenetické mechanismy zaznamenané i u lidí v důsledku potravní deprivace těhotných žen (hladomory v Rwandě a během 2. světové války).
Preliminary scope of work in English
The aim of this work is to focus on different mechanisms of epigenetic inheritance via maternal or paternal lines which could influence or induce a specific type of behaviour and phenotypes in future generations. Recently, scientific studies on epigenetics have also focused on the possibilities of reversing these changes during the ontogenesis. Mechanisms of how to transmit epigenetic mechanisms, which is responsible for creating epigenetic markers and influencing the reading of DNA, are multiple. By epigenetic transmission is meant a change in gene expression that is not caused by the DNA nucleotide sequence change itself. The main mechanisms used to induce such a change are methylation, acylation or other chemical induce alterations, that could be discovered during methyl analysis of the DNA. This work aims to explain the epigenetics mechanism of transmission of non- coding RNA, which are transferred between an oocyte and zygote in early embryogenesis. These types of chemical alterations can be induced by several different types of genetic and/or environmental interactions. A well-known principle that can be named is a hormonal one, such as the effect of thyroid hormone on gene expression in the brains of offspring. When inducing a stressful situation in pregnant mothers, a change in the levels of thyroid hormone can be observed, which not only affected just the development of the brain of the offspring and the experience of anxiety but also affected these properties in future generations due to the effect on the germline. In other studies were measured higher levels of gene expression for depression and anxiety behaviour in second and third generations of offspring. Another well-known principle where can be observed higher levels in gene expression for depressive and anxiety behaviour is an induced situation in which the mothers are forced to neglect their young ones. On the contrary, paternal epigenetics effects in the offspring are most often observed at the time of oocyte fertilization, when the ncRNA in the cytoplasm of the sperm changes at the time of their transmission. Most of the experiments were mainly studied in mouse or rat models, but there are also studies, that focus on epigenetics mechanisms observed in humans due to food deprivation of pregnant women (famine in Rwanda or during World War II.).
- assigned and confirmed by the Study Dept.