velikost textu

Akrozomální reakce spermií u vybraných druhů savců

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Akrozomální reakce spermií u vybraných druhů savců
Název v angličtině:
Sperm acrosomal reactien in selected species of mammals
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Michaela Frolíková, Ph.D.
Id práce:
212623
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra zoologie (31-170)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Zoologie (NZOO)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
28. 5. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
spermie, akrozóm, akrozomální rekce, CD46, CD55, CD59
Klíčová slova v angličtině:
sperm, acrosome, acrosome reaction, CD46, CD55, CD59
Abstrakt:
Abstrakt Savčí spermie musí před oplozením projít sérií fyziologických a biochemických změn v procesu zvaném kapacitace. Vyvrcholením kapacitace je akrozomální reakce (AR). Během AR dochází k exocytóze akrozomálního váčku do extracelulárního prostředí. Spermie, které AR neprošly, nebo se u nich dokonce akrozóm vůbec nevyvinul, nejsou oplození schopné. Výsledkem akrozomální reakce jsou dramatické změny v celé oblasti hlavičky spermie. Dochází k reorganizaci či ztrátě mnohých proteinů přítomných v plazmatické a vnější akrozomální membráně, rozsáhlým změnám v uspořádání cytoskeletu a v neposlední řadě k uvolnění intraakrozomálních proteinů do extracelulárního prostředí a odkrytí nových povrchových domén. Během kapacitace in vitro dochází u určitého druhově specifického počtu spermií ke spuštění akrozomální reakce i bez přítomností indukčního činidla v kapacitačním médiu. Tento jev je označován jako spontánní (zrychlená) akrozomální reakce. Nejnovější výzkumy ukazují, že spontánní AR je přirozenou součástí procesu oplození. Myšice rodu Apodemus vykazují vysokou mírou výskytu promiskuitního chování, a tudíž u nich existuje velké riziko výskytu kompetice spermií. U myšic se vyvinula unikátní reprodukční strategie, kdy se jejich spermie spojují do tzv. spermatických vláčků. Součástí tohoto procesu je spontánní AR, která pravděpodobně pomáhá k opětovnému uvolnění spermií ze spermatických vláčků. Míra výskytu spontánní AR je ovlivněna přítomností proteinu CD46 na akrozomální membráně. CD46 je exprimován na mnoha buněčných typech savců včetně spermií. U hlodavců však dochází k jeho expresi především na akrozomální membráně. Na spermiích myšic rodu Apodemus dochází vlivem alternativního sestřihu transkriptu ke ztrátě exprese proteinu CD46. Absence proteinu CD46 na akrozomální membráně vede u myší a myšic k zvýšené míře výskytu spontánní AR. Protein CD46 by tedy mohl ve spermiích savců hrát důležitou úlohu ve stabilizaci akrozomální membrány. Na spermiích savců jsou exprimovány další dva komplement regulující proteiny CD55 a CD59. U myší a myšic jsou tyto dva proteiny lokalizovány na plazmatické membráně a mohou se tak účastnit ochrany spermií před působením komplementu v reprodukčním traktu samice. Nicméně u spermií člověka dochází k jejich expresi také na vnitřní akrozomální membráně. Navíc bylo prokázáno, že použití monoklonálních protilátek proti CD59b vede k inhibici motility myší spermie. Tato fakta napovídají, že i role proteinů CD55 a CD59 v procesu oplození bude komplikovanější.
Abstract v angličtině:
Abstract Mammalian sperm must undergo the process of capacitation - series of physiological and biochemical modifications prior fertilization. In last stage of capacitation sperm undergoes acrosome reaction (AR). During AR the cell membrane of the sperm fuses with the outer acrosomal membrane and the contents of acrosomal vesicle are released into extracellular space. Sperm which did not undergo AR or sperm missing acrosome at all are unable to fertilize. AR results into dramatical changes in the sperm head. Most of the proteins present in plasmatic and outer acrosomal membrane are reorganized or lost. There are also significant changes in cytoskeletal and intraacrosomal proteins are released to extracellular space uncovering new surface domains. Some sperms undergo AR even without presence of inductor of AR during capacitation in vitro. This event is called spontaneous (accelerated) AR. The latest research indicates that spontaneous AR is natural part of the process of fertilization. Field mice (Apodemus) show high level of promiscuity leading to significant risk of sperm competition. Unique reproduction strategy where the sperms form so-called sperm trains was evolved in field mice. Spontaneous AR is probably enabling the dissociation of sperms from the sperm train. The spontaneous AR rate is dependent on the presence of CD46 protein on the acrosomal membrane. CD46 is expressed in many types of mammalian cells including sperm. In rodents, CD46 is expressed mostly on acrosomal membrane. Sperm of field mouse (Apodemus) produce alternatively spliced transcript leading to failure to express CD46 protein. Absence of CD46 protein leads to higher rate of spontaneous AR in house mice and field mice sperm. So CD46 protein probably plays important role in stabilization of acrosomal membrane. In mammalian sperm, there are expressed two other complement regulating proteins, CD55 and CD59. In house mice and field mice, CD55 and CD59 are localized on plasma membrane and thus they could play the key role in the protection of sperm from complement attack in female reproductive tract. However in human sperm those proteins are expressed on inner acrosomal membrane. Moreover usage of monoclonal antibodies against CD59b inhibits mouse sperm motility. These facts suggest that CD55 and CD59 may play a more complex role in process of reproduction.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Michaela Frolíková, Ph.D. 3.59 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Michaela Frolíková, Ph.D. 57 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Michaela Frolíková, Ph.D. 55 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby RNDr. Pavel Hulva, Ph.D. 152 kB