Regulace mTOR při meiotickém zrání myších oocytů

Bc. Anna Tětková

Master's thesis

Regulation of mTOR during meiotic maturation of mouse oocytes

Abstract:

Meiotické zrání oocytu, období mezi profází I a metafází II, tedy mezi dvěma meiotickými bloky, je charakterizováno rozpadem jaderné membrány (NEBD), kondenzací chromatinu, utvářením meiotického vřeténka a vydělením prvního pólového tělíska. Na molekulární úrovni dochází po NEBD ke změnám v translaci specifických mRNA. V myším oocytu je cap-dependentní translace ovlivněna kinázou mTOR, která fosforyluje translační represor 4E-BP1. Hyperfosforylovaný 4E-BP1 se uvolňuje z vazby s eukaryotním iniciačním faktorem 4E (eIF4E), který je pak dostupný pro iniciaci translace specifických mRNA. Cílem mé diplomové práce bylo charakterizovat lokalizaci aktivního proteinu mTOR a aktivní protein kinázy B (PKB/AKT), které hrají zásadní úlohu v regulaci cap-dependentní translace, a stanovit úlohu kalcium/kalmodulin dependentní protein kinázy II (CaMKII) v regulaci translační aktivity v savčím oocytu. Zjistili jsme, že aktivní PKB/AKT (Ser 473) je po NEBD lokalizována na tvořícím se vřeténku, což odpovídá lokalizaci fosforylovaného mTOR (Ser 2448). Dále jsme zjistili, že vzhledem k vysoké aktivitě eIF2 alfa, je při potlačení úlohy CaMKII během meiotického zrání zablokována globální translace, aniž by byla ovlivněna aktivita mTOR.

Abstract:

Oocyte meiotic maturation, the period between prophase I and metaphase II, the two meiotic arrests, is characterized by NEBD, chromatin condensation, meiotic spindle assembly and extrusion of the first polar body. On the molecular level, post NEBD translational reprogramming occurs. In the mouse oocyte cap-dependent translation is influenced by mTOR kinase that phosphorylates translational repressor 4E-BP1. Hyperphosphorylated 4E-BP1 is released from eukaryotic initiation factor 4E (eIF4E) which becomes available for the translational initiation of specific mRNAs. The aim of my master's work was to characterize localization of active mTOR and active Protein kinase B (PKB/AKT) which are key players in regulation of cap-dependent translation, and to determine the role of Calcium/calmodulin dependent protein kinase II (CaMKII) in the regulation of translational activity in the mammalian oocyte. We found that active PKB/AKT (Ser 473) is localized at the forming spindle post NEBD which corresponds to localization of phosphorylated mTOR (Ser 2448). Next we found that downregulation of CaMKII during meiotic maturation suppress global translation as a result of high activity of eIF2 alpha without affecting mTOR activity.

Keywords

mTOR, CaMKII, kináza, translace, mRNA, oocyt, myš

Keywords

mTOR, CaMKII, kinase, translation, mRNA, oocyte, mouse

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Mgr. Markéta Sedmíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Genetic Technologies and Breeding / Biotechnology of Reproduction