Studium vazby spermií na zona pellucida oocytu

Lucia Hrabovská

Master's thesis

Study of sperm binding to the zona pellucida of the oocyte

Abstract:

Spermie musí podstoupit několik procesů, aby byly schopny navázat se na zona pellucida (ZP) oocytu a následně oplodnit oocyt. Mezi tyto procesy patří maturace v epididymu a kapacitace v samičím reprodukčním traktu, během nichž dochází k reorganizaci plazmatické membrány a přeskupení povrchových proteinů spermie. Během kapacitace jsou v důsledku těchto změn na povrchu spermií vystaveny proteiny, které mohou být zapojeny do primární vazby spermií na ZP oocytu. Na povrchu spermií bylo popsáno mnoho proteinů, které vykazují afinitu k ZP, přičemž jedním z možných kandidátů se ZP vázající aktivitou by mohl být také kančí lactadherin (p47). Cílem této práce bylo lokalizovat a detekovat protein p47 v kančích ejakulovaných, in vitro kapacitovaných a akrozomálně zreagovaných spermiích a zjistit, zda dochází k blokaci vazby na ZP oocytu pomocí specifické protilátky proti p47. Kančí protein p47 byl lokalizován v ejakulovaných a in vitro kapacitovaných spermiích v akrozomální oblasti hlavičky, zatímco ve spermiích po akrozomální reakci byl nalezen v celé oblasti hlavičky spermie. V extraktech ejakulovaných, in vitro kapacitovaných a akrozomálně zreagovaných spermií byl p47detekován jako dva proteinové proužky o přibližné molekulové hmotnosti 35 a 45 kDa. Po inkubací spermií se specifickou protilátkou 1H9 proti p47 byla částečně blokována vazba spermií na ZP oocytů. Naše výsledky naznačují, že lokalizace proteinu p47 není zřejmě jen na povrchu spermií, ale také uvnitř akrozomu, především pak na vnitřní akrozomální membráně. Redukce počtu spermií navázaných na oocyt v in vitro studii po inkubaci s protilátkou proti p47 naznačuje možné zapojení tohoto proteinu do vazby spermií na ZP oocytu.

Abstract:

Sperm must undergo several processes to gain ability to attach the zona pellucida (ZP) of the oocyte and subsequently fertilize the oocyte. These processes include maturation in the epididymis and capacitation in the female reproductive tract, during which the plasma membrane is reorganized, and sperm surface proteins rearranged. During capacitation, due to these changes, proteins are exposed on the surface of the sperm, which may be involved in the primary binding of the sperm to the ZP of the oocyte. Many proteins have been described on the surface of spermatozoa that show affinity for ZP, and boar lactadherin (p47) could also be one of the possible candidates for ZP binding activity. The aim of this work was to localize and detect the p47 protein in boar ejaculated, in vitro capacitated and acrosome-reacted spermatozoa and to determine whether binding to the ZP of the oocyte is blocked when using a specific anti-p47 antibody. Boar p47 protein was localized in ejaculated and in vitro capacitated spermatozoa in the acrosomal region of the head, while in the acrosome-reacted spermatozoa, p47 was located in the entire region of the sperm head. In extracts of ejaculated, in vitro capacitated and acrosome-reacted spermatozoa, p47 was detected as two protein bands with approximate molecular weights of 35 and 45 kDa. Incubation of spermatozoa with a specific anti-p47 antibody 1H9 partially blocked sperm binding to ZP oocytes. Our results suggest that the localization of the p47 protein is probably not only on the surface of spermatozoa, but also inside the acrosome, especially in the inner acrosomal membrane. The reduction in the number of oocyte-bound sperm in an in vitro study after incubation with an anti-p47 antibody suggests a possible involvement of this protein in sperm binding to the ZP of the oocyte.

Keywords

oocyt, spermie, lactadherin, Western blot, imunofluorescence

Keywords

sperm, oocyte, lactadherin, Western blot, immunofluorescence

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Pavla Postlerová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Biotechnology / Reproduction Biotechnology