velikost textu

Molekulární mechanizmy a morfologické změny související s fertilizační schopností spermie myši.

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:
Molekulární mechanizmy a morfologické změny související s fertilizační schopností spermie myši.
Název v angličtině:
Sperm morphology and molecular mechanism associated with sperm fertilizing ability in mice.
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Nataša Šebková, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Kateřina Hortová, Ph.D.
Oponenti:
doc. RNDr. Věra Jonáková, DrSc.
prof. Ing. Otomar Linhart, DrSc.
Id práce:
92152
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra zoologie (31-170)
Program studia:
Vývojová biologie (P1520)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
27. 6. 2013
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
spermie, cytoskelet, kapacitace, tyrozinová forforylace, fertilizace
Klíčová slova v angličtině:
sperm, cytoskelet, capacitation, tyrosine phosphorylaton, fertilization
Abstrakt:
Abstrakt Proces kapacitace a akrozomální reakce (AR) spermie jsou velmi dynamické děje nezbytné pro oplození, kterých se účastní mimo jiné i cytoskeletální proteiny v hlavičce spermie. Studium distribuce aktinu, spektrinu a α-tubulinu v hlavičce zástupců savčích spermií ukázala, že před a po AR dochází ke změnám v distribuci cytoskeletálních struktur v hlavičkách spermií všech zástupců a to zejména v apikální části akrozómu, ale také v ekvatoriální a postakrozomální oblasti hlavičky spermie. Zejména dobře prostudovaný aktinový cytoskelet hraje důležitou úlohu jak v průběhu kapacitace, tak před i po AR Estrogeny vnějšího prostředí mohou interferovat s funkcí endogenních hormonů i ve velmi nízkých koncentracích. Mohou iniciovat interakce se specifickými receptory a tím ovlivňovat signální dráhy vedoucí ke kapacitaci a AR spermií. Účinek 17β-estradiolu, estronu, estriolu a 17α-ethynylestadiolu byl hodnocen podle míry tyrozinové fosforylace a stavu akrozómu během in vitro kapacitace v hlavičce spermie. Ukázalo se, že estrogeny výrazně stimulují proces kapacitace v závislosti na jejich koncentraci. Estrogeny také snižují počet spermií, které procházejí indukovanou AR. Zvýšení koncentrace estrogenů v přírodním prostředí může představovat potenciální riziko ve změnách mechanizmů vedoucích ke schopnosti spermií oplodnit vajíčko. Účinek estrogenu byl následně studován in vivo. Myši byli vystaveni 17β-estradiolem o koncentraci 20ng/ml. Pokusy vedly k předčasné kapacitaci myších spermií s možným negativním dopadem na schopnost reprodukce spermií v reprodukčním traktu samice. Tento jev je zejména způsobený zvýšením fosforylace proteinů hlavičky spermie a předčasným přívodem vápenatých iontů do cytoplasmy. Nedávno bylo u myši prokázáno, že spermie prochází AR již průchodem přes kumulární buňky a spermie po AR mají schopnost se vázat na zona pellucida a následně oplodnit vajíčko. Otázkou zůstává, zda k relokalizaci Izumo dochází během spontánní AR podobně jako během indukované AR. Výsledky ukazují, že k relokalizaci Izumo během spontánní AR dochází, a to z akrozomální membrány do ekvatoriální (oblast fúze spermie s vajíčkem) a postakrozomální oblasti hlavičky spermie. Tato relokalizace je shodná s dynamikou Izumo při indukované AR. Výsledky ukazují, že myší spermie po spontánní AR mají stejnou schopnost oplození jako spermie po indukované AR. To může představovat unikátní mechanismus urychlení procesu oplození zejména ve velmi promiskuitním prostředí pod selekčním tlakem intra-specifické kompetice spermií určitých hlodavců.
Abstract v angličtině:
Abstract The process of sperm capacitation and acrosome reaction (AR) are highly dynamic processes essential for the fertilization, including cytoskeleton proteins in the sperm head. The study of the distribution of actin, spectrin and α-tubulin in the head of representative mammalian sperm indicates that before and after the AR there were changes in the distribution of the cytoskeleton structures in the sperm head of all representatives, mainly in the apical part of the acrosome, but also in the equatorial and postacrosome part of the sperm head. The particularly well-studied actin cytoskeleton plays an important role during the capacitation and before and after the AR. Environmental estrogens can interfere with the function of endogenous hormones in very low concentrations. They can interact with specific receptors affecting several signalling pathways leading to sperm capacitation and AR. The effect of 17β-estradiol, estrone, estriol and synthetic 17α-ethynylestradiol was evaluated by the ratio of tyrosine phosphorylation and the state of the acrosome during in vitro capacitation in the sperm head. This study has provided the evidence that estrogens significantly stimulate capacitation progress in a concentration-dependent manner. Estrogens decrease number of sperm after the induced AR too. The raising concentration of estrogens in the environment may represent a potential risk in altering certain mechanisms contributing to the fertilizing capability of sperm. The effect of estrogen effect was subsequently studied in vivo. Mice were exposed to 17β-estradiol at the concentration of 20ng/ml. The exposition of sperm to 17β- estradiol caused premature mouse sperm capacitation with a potential negative impact on the sperm reproductive fitness in the female reproductive tract. This effect is mainly caused by hyperphosphorylation of sperm proteins and premature calcium influx. It has been recently shown in mice that sperm undergo AR by passing through cumulus cells and sperm after AR have the ability to bind to zona pellucida, and consequently fertilize the egg. The question was whether the relocation of Izumo happens during spontaneous AR as in sperm with induced AR. Results show that during spontaneous AR there is a clear Izumo relocation from the acrosomal membrane to the equatorial (sperm-egg fusion region) and post-acrosomal segment. This relocation is consistent with the dynamics of Izumo during induced AR. Therefore it can be concluded that mouse spontaneously acrosome reacted sperm have same fertilizing potential as those after induced AR. Moreover, this may represent a unique mechanism how to accelerate the fertilizing process in a highly promiscuous environment under selective pressure of intra-specific sperm competition of specific rodents.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. 1.76 MB
Stáhnout Příloha k práci RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. 2.99 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. 149 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. 140 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. 795 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Věra Jonáková, DrSc. 100 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Ing. Otomar Linhart, DrSc. 130 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 788 kB