Analýza strukturní přestavby a abnormální cytoplasmatické organizace lidských oocytů.

Bc. Martina Tatíčková

Master's thesis

Analysis of structural rearrangements and abnormal cytoplasmic organisation in human oocytes.

Abstract:

Kvalita oocytu je limitujícím faktorem ženské plodnosti. Oocyty s nejlepším vývojovým potenciálem se vyznačují sférickým tvarem a uniformní světlou cytoplasmou. V této práci bylo použito pro studium procesu, kterým oocyt dosáhne své vývojové kompetence, celkem 121 lidských oocytů darovaných pro výzkum. Nejprve bylo analyzováno 39 morfologicky normálních lidských oocytů a byly popsány ultrastrukturní změny asociované s in vitro maturací. Konvenční transmisní elektronová mikroskopie umožnila analýzu typických ultrastrukturních znaků ve vysokém rozlišení a velkoobjemová elektronová mikroskopie odhalila, jak spolu jednotlivé mikrostruktury interagují ve 3D. Následně bylo analyzováno 10 oocytů s nápadnými dysmorfickými znaky. Ultrastrukturní analýza prokázala, že hlavní příčina pozorovaných cytoplasmatických abnormalit je pozměněná distribuce intracelulárních struktur. Pro pochopení mechanismu maturací indukované relokace organel byla experimentálně narušena dynamika cytoskeletu u 72 oocytů maturujících in vitro. Mikroskopická analýza ukázala, že disrupce sítě aktinových mikrofilament (ale ne mikrotubulů) vedla k nezvyklému shlukování organel připomínající ultrastrukturu granulární ooplasmy abnormálních oocytů maturovaných in vivo. Toto zjištění napovídá, že síť aktinových mikrofilament hraje klíčovou roli v zajištění homogenní distribuce organel v průběhu maturace oocytu. Tato práce rozšiřuje znalosti o morfologii lidských oocytů, cytoplasmatické maturaci a o znacích kvality oocytů.

Abstract:

Egg quality is a limiting factor of female fertility. Human oocytes with the highest developmental potential are identified by spherical shape and uniformly clear cytoplasm. In this work, a total of 121 human oocytes donated for research were used to study the structural basis of the process by which the egg acquires its post-fertilization competence. Firstly, 39 morphologically normal human oocytes were used to examine ultrastructural changes associated with in vitro maturation. Conventional transmission electron microscopy allowed high-resolution analysis of peculiar ooplasmic features, and large volume electron microscopy revealed how individual microstructures interact in 3D. Next, 10 donated eggs with prominent dysmorphic features were examined. Ultrastructural analysis showed that the underlying cause of observed cytoplasmic abnormalities is the altered distribution of intracellular components. To address the mechanism of maturation-induced organelle relocation, cytoskeleton dynamics was experimentally perturbated in 72 oocytes maturing in vitro. Microscopic analysis showed that disruption of actin (but not microtubule) network in human oocytes led to inordinate organelle clustering resembling morphological pattern seen in in vivo matured egg with the abnormal granular ooplasm. This finding indicates that the actin network plays a pivotal role in ensuring homogenous organelle distribution during human oocyte maturation. In conclusion, this work extends knowledge of human oocyte morphology, cytoplasmic maturation, and egg quality markers.

Keywords

lidský oocyt, meiotická maturace, morfologie oocytu, morfologické abnormality, cytoskelet, human oocyte, meiotic maturation, oocyte morphology, morphological abnormalities, cytoskeleton

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 1. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 7. 2. 2022
• Supervisor: PharmDr. Zuzana Holubcová, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jiřina Medalová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Animal Biology and Immunology / Immunology