velikost textu

Meiotic sex chromosome inactivation within mouse spermatogenesis

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:
Meiotic sex chromosome inactivation within mouse spermatogenesis
Název v češtině:
Studium transkripční inaktivace pohlavních chromozomů během myší spermatogeneze
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. David Homolka, Ph.D.
Školitel:
Ing. Petr Jansa, CSc.
Oponenti:
Ing. Michal Kubelka, CSc.
RNDr. doc. Jana Pěknicová, CSc.
Id práce:
83173
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
19. 4. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
meioza, spermatogeneze, MSCI, MSUC
Klíčová slova v angličtině:
meiosis, spermatogenesis, MSCI, MSUC
Abstrakt:
Abstrakt Meiotická inaktivace pohlavních chromozomů (Meiotic sex chromosome inactivation ‐  MSCI)  je  zásadní  epigenetický  proces,  jehož  prostřednictvím  dochází  v průběhu  spermatogeneze  k transkripčnímu  umlčení  X  a  Y  chromozomu.  Doprovází  ho  výrazná  remodelace  chromatinu,  vedoucí  k tvorbě  tzv.  pohlavního  nebo‐li  XY  tělíska,  které  je  charakteristickým znakem pachytenních spermatocytů. Přestože MSCI je nezbytné pro samčí  plodnost, jeho biologická role i molekulární podstata stále zůstává do značné míry nejasná.  Nicméně,  objevený  vztah  mezi  chromozomální  asynapsí  a  transkripčním  umlčením  poukazuje  na  úzký  vztah  MSCI  a  asynapse  z  velké  časti  nehomologních  pohlavních  chromozomů,  a  na  skutečnost,  že  MSCI  je  specifickým  případem  obecnějšího  mechanismu  nazývaného  meiotické  umlčení  asynapsovaného  chromatinu  (meiotic  silencing  of  unsynapsed chromatin ‐ MSUC ).  Zásadní  role  MSCI  vyplývá  ze  studia  myších  modelů,  např.  nesoucích  X‐autozomální  translokace, kde abnormální synapse pohlavních chromozomů vede k poruše MSCI a sterilitě  samců. Specifická zástava ve spermatogenezi je překvapivě charakteristickým znakem nejen  X‐autozomálních translokací ale i řady autozomálních přestaveb, včetně translokací, inverzí či  jiných  strukturních  mutací.  Na  základě  častého  těsného  kontaktu  strukturně  změněných  autozomů s pohlavním tělískem byla vyslovena domněnka, že autozomální přestavby mohou  ovlivňovat expresi pohlavních chromozomů a výsledné selhání MSCI pak může být obecným  důvodem chromozomální sterility.  Tato práce se soustředí na studium myší autozomální translokace T(16;17)43H, která je  příkladem  autozomální  přestavby  vedoucí  v heterozygotním  stavu  k  samčí  sterilitě.  Naším  cílem  je  charakterizovat  zástavu  spermatogeneze,  která  doprovází  autozomální  asynapsi,  analyzovat  změny  v expresi,  ke  kterým  dochází  v postižené  oblasti,  a  analyzovat  vliv  abnormálního uspořádání pohlavního tělíska na MSCI. Pomocí genetického rozšíření oblasti  asynapse se také pokoušíme ukázat na přímou souvislost mezi rozsahem asynapse a mírou  poruchy spermatogeneze.  Předpokládá  se,  že  MSCI  také  hraje  důležitou  roli  během  evoluce,  kdy  doprovází  diverzifikaci pohlavních chromozomů. Porucha MSCI zřejmě přispívá k hybridní sterilitě a tím  k tvorbě reprodukční bariéry mezi nově oddělenými druhy. Porovnáním rozsahu MSCI mezi  dvěma myšímy druhy Mus musculus and Mus spretus se snažíme zjistit míru divergence MSCI  a posoudit vztah MSCI k odlivu genů z chromozomu X.   
Abstract v angličtině:
Abstract Meiotic  sex  chromosome  inactivation  (MSCI)  is  an  essential  epigenetic  process,  which  transcriptionally silences X and Y chromosomes during spermatogenesis.  It is accompanied  by  substantial  chromatin  remodeling  resulting  in  a  formation  of  so  called  sex  or  XY  body,  which is a characteristic of male pachytene spermatocytes. In spite of MSCI indispensability  for  male  fertility,  its  biological  role  and  molecular  nature  still  remain  rather  unclear.  However,  the  described  link  between  chromosomal  asynapsis  and  transcriptional  silencing  demonstrated that MSCI is tightly associated with the asynapsis of largely non‐homologous  sex chromosomes and is a specific form of more general mechanism called meiotic silencing  of unsynapsed chromatin (MSUC).   The essential role of MSCI was demonstrated using mouse models, such as carriers of X‐ autosome  translocations,  where  anomalous  synapsis  of  sex  chromosomes  leads  to  impairment of MSCI and male sterility. Intriguingly, the exclusive spermatogenic arrest is a  hallmark  of  not  only  X‐autosome  translocations  but  even  various  autosomal  rearrangements,  including  autosomal  translocations,  inversions,  or  other  structural  mutations.  Because the rearranged autosomes often intimately associate with the sex body,  it  was  suggested  that  such  autosomal  rearrangements  might  influence  sex  chromosome  expression and that MSCI failure is therefore a common reason for chromosomal sterility.   In  this  work,  we  study  a  mouse  autosomal  translocation  T(16;17)43H  as  an  example  of   autosomal  rearrangement,  which  in  heterozygous  state  induces  male  sterility.    We  aim  to  characterize  the  spermatogenic  arrest,  which  accompanies  the  autosomal  asynapsis,  to  analyze the expression changes in the affected region and to analyze the impact of aberrant  sex  body  formation  on  MSCI.  By  genetic  enlargement  of  the  region  of  asynapsis,  we  also  strive  to  show  a  causative  relationship  between  the  extent  of  asynapsis  and  degree  of  spermatogenic failure.  MSCI  is  also  believed  to  play  an  important  role  during  evolution,  where  it  accompanies  the diversification of sex chromosomes. Impairment of MSCI was suggested to participate in  hybrid  sterility  and  therefore  to  contribute  to  reproductive  barrier  between  newly  formed  species. To obtain an insight on MSCI divergence we compare its extent in two close mouse  species Mus musculus and Mus spretus and evaluate its relationship to gene flow out of the  X chromosome.   
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. David Homolka, Ph.D. 11.24 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. David Homolka, Ph.D. 61 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. David Homolka, Ph.D. 58 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. David Homolka, Ph.D. 373 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Michal Kubelka, CSc. 85 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. doc. Jana Pěknicová, CSc. 340 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 913 kB