Změny v glykokalyxu kančích spermií během post-testikulární maturace

Bc. Tereza Urbanová

Diplomová práce

Changes in the glycocalyx of boar spermatozoa during post-testicular maturation

Anotace:

Glykokalyx představuje důležitou strukturní a funkční součást plazmatické membrány savčích spermií, tvořenou komplexní sítí glykanů vázaných na proteiny a lipidy. Sialová kyselina, jakožto terminální monosacharid mnoha glykokonjugátů, představuje klíčový stavební prvek těchto sacharidových struktur a je zásadní nejen pro epididymální maturaci samčích gamet, ale i jejich imunologickou ochranu a buněčnou komunikaci se samičím reprodukčním prostředím. Vzhledem k významné biologické roli sialové kyseliny v reprodukci savců se tato práce zaměřila na studium sialomu kančích spermií v průběhu jejich post-testikulární maturace. Pomocí biotinylovaných lektinů WGA, SNA a MAL II, které vážou různé konformace sialových kyselin, byly analyzovány jednotlivé segmenty epididymu (caput, corpus, cauda) s využitím metod Western blot a nepřímé fluorescence na izolovaných epididymálních spermiích a histologických řezech nadvarlete. Výsledky ukázaly, že lektin WGA vykazoval nejvyšší míru značení a nejčastěji se vázal v oblasti akrozomu a bičíku spermie ve všech epididymálních segmentech, přičemž vazba lektinového signálu klesala směrem ke cauda epididymis. Western blot analýza, kterou byl studován celkový glykoproteinový obsah spermií, však ukázala opačný trend. Lektin SNA, specifický pro α-2,6-sialovou kyselinu, reagoval obdobně, s klesající intenzitou signálu na spermiích směrem ke cauda, což však bylo konzistentní i s výsledky Western blot analýzy. Lektin MAL II, specifický pro α-2,3-vázanou sialovou kyselinu, vykazoval nejnižší afinitu k epididymálním spermiím ze všech testovaných lektinů. Slabá korelace mezi značením v tkáňových řezech a na izolovaných spermiích může být výsledkem rozdílů ve fixaci a omezené dostupnosti epitopů. Získaná data potvrzují, že hladiny sialových struktur na glykokalyxu kančích spermií se během epididymální maturace mění, a jejich detekce prostřednictvím specifických lektinů může sloužit jako marker maturace spermií u kance. Pro hlubší porozumění složení glykokalyxu kančích spermií je však žádoucí širší lektinový screening.

Abstract:

The glycocalyx represents an important structural and functional component of the plasma membrane of mammalian spermatozoa, composed of a complex network of glycans bound to proteins and lipids. Sialic acid, as the terminal monosaccharide of many glycoconjugates, is a key structural element of these carbohydrate structures and plays a crucial role not only in the epididymal maturation of male gametes, but also in their immunological protection and cellular communication with the female reproductive environment. Given the significant biological role of sialic acid in mammalian reproduction, this study focused on investigating the sialome of boar spermatozoa during their post-testicular maturation. Using biotinylated lectins WGA, SNA, and MAL II, which bind to different conformations of sialic acids, individual epididymal segments (caput, corpus, cauda) were analyzed by Western blot and indirect fluorescence on isolated epididymal spermatozoa and histological sections of the epididymis. The results showed that the WGA lectin displayed the highest level of labeling and most frequently bound to the acrosomal and flagellar regions of the spermatozoa across all epididymal segments, with lectin signal intensity decreasing toward the cauda epididymis. In contrast, Western blot analysis, which assessed the total glycoprotein content of sperm, revealed the opposite trend. The SNA lectin, specific for α-2,6-linked sialic acid, exhibited a similar pattern, with decreasing signal intensity on spermatozoa toward the cauda, which was consistent with the Western blot results. The MAL II lectin, specific for α-2,3-linked sialic acid, showed the lowest affinity for epididymal spermatozoa among the tested lectins. The weak correlation between staining in tissue sections and on isolated spermatozoa may be due to differences in fixation and limited epitope accessibility. The obtained data confirm that the levels of sialylated structures on the glycocalyx of boar spermatozoa change during epididymal maturation, and their detection using specific lectins may serve as a marker of sperm maturation in boars. However, a broader lectin screening is desirable for a deeper understanding of the glycocalyx composition of boar spermatozoa.

Klíčová slova

glykoprotein, epididymální maturace, lektin, Western blot analýza

Keywords

epididymal maturation, lectin, Western blot analysis, glycoprotein

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 24. 4. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Pavla Postlerová, Ph.D.
• Oponent: Jana Antalíková, externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / specializace:
Biotechnologie / Reprodukční biotechnologie