Exprese enzymů produkujících sulfan v závislosti na stádiu meiotického zrání prasečích oocytů v in vitro podmínkách

Eva Březinová

Master's thesis

Expression

Abstract:

S rozvojem biotechnologických metod, jejichž využití stále roste, je nutné rozvíjet také znalosti, které se týkají využívaného biologického materiálu. Pro rozvoj reprodukčních biotechnologií je klíčový dostatečný počet kvalitních oocytů kultivovaných v in vitro podmínkách. Podmínkou tohoto požadavku, je optimalizace podmínek v průběhu kultivace oocytů. Vytvořit oocytům takové podmínky, aby jich po kultivaci bylo použitelných maximální možné množství, nejde bez důkladné znalosti průběhu zrání a mechanismů, které tento proces řídí. V současnosti nelze tvrdit, že by byl proces vývoje oocytu uspokojivě objasněn. Neustále jsou publikovány výsledky, které tento proces odhalují. Jedním z faktorů, o kterém je známo, že se podílí na průběhu meiotického zrání je H2S, plynná molekula enzymaticky uvolňovaná přímo v buňkách. Na základě dostupných informací byla stanovena hypotéza, že v oocytech jsou přítomné enzymy odpovědné za endogenní produkci H2S a že tato molekula plní fyziologickou úlohu během meiotického zrání oocytů. Cílem práce tak bylo zhodnotit expresi enzymů produkujících H2S a jeho vliv na průběh meiotického zrání prasečích oocytů v in vitro podmínkách. V experimentu byly použity prasečí COCs, které byly kultivovány v různě modifikovaných kultivačních médiích a následně podrobeny analýzám RT-PCR, imunocytochemické lokalizaci proteinů a analýze obrazu. Z výsledků je patrné, že enzymy uvolňující H2S, cystathionin beta-syntáza (CBS), cystathionin gama-lyáza (CSE) a 3-merkaptopyruvát sulfur-transferáza (3-MPST), jsou přítomné ve zrajících oocytech a kumulárních buňkách prasete a podílí se na adekvátním průběhu meiotického zrání oocytů. Mechanismus účinku H2S však ještě není objasněn a pro jeho objasnění je proto zapotřebí dalších experimentů.

Abstract:

With the development of biotechnological approaches, the knowledge of using biological material is necessary. Therefore, sufficient number of quality oocytes matured in vitro is a key for biotechnology advances. The optimization of culture conditions is important for oocyte maturation success. For obtaining of maximal number of quality maturation oocytes is necessary knowledge the process of maturation and mechanisms which drive it. Currently, process of oocytes development remains fully unexplained. Recent papers are focused on describing this phenomenon. One factor which is known to be involved during meiotic maturation is H2S, enzymatically released gaseous molecule directly in the cell. Based on available information, we hypothesized that oocytes involve enzymes responsible for the endogenous production of H2S and that this molecule fulfills physiological role during meiotic maturation of oocytes. Aim of this study was to evaluate the expression of enzymes that produce H2S and the influence H2S on the course of meiotic maturation of pig oocytes in vitro. Porcine cumulus-oocyte complexes (COCs) were used for mentioned experiments. COCs were cultivated in modified M19 medium and subsequently subjected to analysis by RT-PCR, immunocytochemical localization of proteins and image analysis. The results show that the H2S-releasing enzyme, cystathionine beta-synthase (CBS), cystathionine gamma-lyase (CSE) and 3-merkaptopyruvát sulfur-transferase (3-MPST) are present in immature, maturing and matured oocytes. Simultaneously, these enzymes participate in meiosis re-initiation and meiotic maturation of pig oocytes. Despite of obtained results, the mechanism of H2S action is not yet fully understood. Further experiments are needed for H2S evaluation in early embryonic development including its molecular action.

Keywords

Gasotransmiter, Hydrogen sulfid, Oocyt, Meiotické zrání

Keywords

Hydrogen sulfide, Oocyte, Meiotic maturation, Gasotransmitter

Language used: Czech

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

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jan Nevoral, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Animal Science