Molekulární mechanismy oplození - MB150P66

• Anglický název: Molecular Mechanisms of Fertilization
• Český název: Molekulární mechanismy oplození
• Zajišťuje: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2025
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Vysvětlení: První panel přednášek 9.10.2025 od 9:00 v budově BIOCEV místnost U2.020A/B Rozpis dalších panelů: 23.10 - II; 6.11 - III; 20.11. - IV 5 blok - test 4.12. + návštěva IVF centra
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: doc. RNDr. Jana Pěknicová, CSc.; Mgr. Lukáš Děd, Ph.D.
• Vyučující: Mgr. Lukáš Děd, Ph.D.; doc. RNDr. Jana Pěknicová, CSc.

Anotace

čeština

Přednáška se týká prezentace a vysvětlení dějů, které jsou nezbytné k úspěšnému oplození savců - tedy unikátnímu ději, kdy dochází ke splynutí haploidních gamet opačného pohlaví a vzniká diploidní zygota, s genetickou výbavou odlišnou od obou rodičů, jako základ budoucího embrya. Celý proces se skládá s řady kroků a je řízen regulačními a kontrolní mechanismy za účasti molekul spojených s gametami nebo reprodukčním traktem.

Bloky přednášek:
1. Děje, které předchází fertilizaci, proteiny spermie
2. Kontakt a rozpoznání spermie a vajíčka, defekt v rozpoznávání gamet
3. Regulace vstupu spermie do vajíčka, fuse genetického materiálu
4. Aktivace metabolismu vajíčka a nastartování embryonálního vývoje

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (20.02.2018)

angličtina

Please note, the lectures are given in czech language only.

The sperm-egg interactions in mammals consist of a series of highly specialized and regulated events that initially involve egg-induced activation of the spermatozoon and ultimately result in sperm-induced activation of the egg. These activation events of gametes are regulated through ligand-receptor-second messenger systems similarly to somatic cell functions regulated by hormones, neurotransmitters and growth factors. Sperm motility, metabolism, capacitation and the acrosome reaction are modulated by factors associated with the egg, its acellular or cellular investments, or fluids bathing both the male and female reproductive tracts. Sperm and zona pellucida proteins participate in the highly specialized interaction between gametes. Despite of intensive study of these mechanisms, our current understanding of their molecular basis is far from complete. Besides understanding the process of fertilization, studies of sperm-egg interactions before and after gamete fusion provide an elegant model for elucidation of general mechanisms of intercellular communication and cellular activation.

The cycle is completed with a visit of the Centre of Assisted Reproduction - ISCARE IVF.

Poslední úprava: Brdičková Naděžda, Mgr. Bc., Ph.D. (03.04.2012)

Literatura

čeština

1.       Obecné znalosti:

-          Mammalian Spermatozoon, R. Yanagimachi,  Chapter 5,

-          The Sparmatoyoon E.M.Eddy D.A O´Brien, Chapter 2, The Physiology of Reproduction Raven Press, 94

2.       Speciální a nové poznatky, současné publikace

-          Průběžně doplňované informace

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (20.02.2018)

angličtina

1. Basic Literatures:

R. Yamagimachi: Mammalian Fertilization. In: The Physiology of Reproduction (E. Knobil JDNeill Eds.), 1994, Raven Press, NY pp.189-319

W. Eddy and M. D.A O'Brien: The Spermatozoon. In: The Physiology of Reproduction (E. Knobil JDNeill Eds.), 1994, Raven Press, pp.189-319

(Copies students get)

2. New information from reproduction are completed in the individual lectures

Poslední úprava: Brdičková Naděžda, Mgr. Bc., Ph.D. (03.04.2012)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkouška probíhá v podobě testu - odpověď na 17 rámcových otázek, minimum je 13 správných odpovědí.

Poslední úprava: Děd Lukáš, Mgr., Ph.D. (19.06.2024)

angličtina

Examination consists from 17 questions, the minimum is 14 correct answers, the test time is the hour.

Poslední úprava: Brdičková Naděžda, Mgr. Bc., Ph.D. (03.04.2012)

Sylabus

1. Obecný úvod: fertilizace, buněčná signalizace, interakce spemie vajíčko, primární, sekundární vazba spermie na vajíčko 2. Děje předcházející oplození: • Oogenze, spermatogeneze, srovnání meiosy samice, samci 3..Spermatogenese, spermiogeneze, schéma stavby samčí spermie (rozdíly u savců) 4. Detekce genů odpovědných za expresi proteinů důležitých ve spermatogenesi (Heat shock proteiny a j,.) 5. Proteiny spermie: • Důležité pro vazbu: povrchové a intra-akrosomální: spermadhesiny, acrosin a j.) • Důležité pro stavbu a pohyb spermie: cytoskeletální, dynein a j. • Důležité pro aktivaci spermií: fosforylované 6. Primární vazebné proteiny (vazba na zona pellucida oocytu): glykosyltransferásy, proteinasové inhibitory, spermadhesiny 7. Sekundární vazebné proteiny (jejich úloha po akrosomální reakci): akrosin, aj. • prokázání vazby v experimentu • možnosti k detekc i stavu akrosomu a kvality spermií (monoklonální protilátky) 8. Cytoskeletální proteiny spermie (hlavička, bičik ( middle piece, principal piece, end piece)) 9. Možnosti detekce proteinů, funkce 10. Zrání (maturace a spermií) • Epididymální maturace (změny: schopnost pohybu, změny membrána, akrosom, "kondenzace DNA")¨ • Kapacitace - samičí trakt, (změny: redistribuce membrány, hyperaktivace, schopnost podstoupit akrosomální reakci, eliminace poškozených spermií) • Kapacitace, molekulární signalizace kapacitace 11. Ubiquitinace - obecně a v maturaci spermií 12. Akrosomální reakce (původ akrosomalních proteinů, indukce akrosomální reakce, sekundární vazba, uvolnění proteolytických enzymů aj.) 13. Akrosomální reakce induktory, molekulární signalizace v indukci akrosomální reakce 14. Kontrolní mechanismy vazby spermie/vajíčko 15. Vajíčko (buněčný obal: cummullus oophorus (funkce), glykoproteinový obal: zona pellucida (proteiny, funkce), 16. Fuse membran spermie/vajíčko (odpovědné proteiny) – IZUMO / JUNO 17. Přestavba cytoplasmy vajíčka (rozdíly: pláštěnci, žáby, křeček) 18. Blok polyspermie (rychly, pomalý) 19. Dekondenzace DNA 20. Regulace dělení po oplození (CDC-kinazy, MPF) 21. Biochemická aktivace vajíčka 22. Časový průběh oplození (rozdíly: ježovka, křeček) 23. Neplodnost (příčiny, detekce, léčba) 24. Vliv životního prostředí na reprodukci (endokrinní disruptory, syntetický estrogen aj) 25. Asistovana reprodukce (historie, R. Edwards, P. Steptoem (UK), L. Pilka (Česko)) 26. Asistovaná reprodukce (metody, možnosti) 27. Novinky v reprodukční biologii ("umělé vajičko", "umělá spermie", oplození bez AR,) 28. Co dělat pro úspěšné početí 29. Návštěva Centra asistované reprodukce (každý rok)

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (20.02.2018)

Výsledky učení

Cíle učení předmětu Molekulární mechanismy oplození - MB150P66

Po úspěšném absolvování předmětu bude student schopen:

1. Popsat časoprostorový model savčího reprodučního procesu od vzniku primordiálních zárodečných buněk (PGCs), gametogenezi, maturaci a kapacitaci, fertilizaci a ranou embryogenezi po vznik PGCs v následující generaci s důrazem na proces oplození.

2. Definovat specifické pojmy pro procesy (kapacitace, maturace) a struktury (zona pellucida, corona radiata) vztahuící se k reprodučnímu procesu a procesu oplození.

3. Integrovat molekulární, (sub)buněčnou, tkáňovou a orgánovou úroveň reprodukčních procesů s důrazem na molekulární úroveň a proteinové interakce během procesu oplození.

4. Porovnat průběh gametogeneze u samic a samců včetně procesu meiosy.

5. Nakreslit a popsat struktury spermie a vajíčka

6. Vyjmenovat molekulární mechanismy účastnící se významných procesů spojených reprodukčním procesem a plozením (kapacitace).

7. Uvést do kontextu hormonální regulaci (hladiny hormonů), buněčné děje (ovulace) a (sub)buněčné děje (fáze meiosy) během estrálního cyklu.

8. Analyzovat a zhodnotit možnosti použití metod molekulární, buněčné a fyziologické analýzy (fluorescenční/elektronová mikroskopie, monoklonální protilátky, transgenní zvířecí modely) při studiu jednotlivých fází reprodukčního procersu a procesu oplození.

9. Pochopit fenomén endokrinní disrupce reprodukčního procesu, jeho vztah k epigenetické dědičnosti a multi/trans generačnímu efektu.

10. Osvojit si základní aspekty zdravého životního stylu spojeného s vyšší pravěpodobností úspěšného přirozeného početí.

11. Vyjmenovat jednotlivé metody asistované reprodukce a rozebrat možnosti jejich použití u různých patologických stavů.

12. Diskutovat obecné aspekty reprodukce a oplození (dědičnost neplodnosti) v kontextu všech výše uvedených cílů učení.

Poslední úprava: Děd Lukáš, Mgr., Ph.D. (05.01.2026)