Úloha SIRT1 během zrání oocytů v podmínkách in vitro

Abstract

SIRT1 histone deacetylase acts towards many epigenetic and non-epigenetic targets. The involvement of SIRT1 in oocyte maturation is assumed and the importance of ooplasmic SIRT1 pool for further destiny of matured oocyte is strongly suggested. We hypothesized that SIRT1 play role of the signal molecule in mature oocyte through selected epigenetic and non- epigenetic regulation. We observed SIRT1 re-localization in mature oocyte and the association with spindle microtubules. In matured oocyte, SIRT1 shows a spindle-like pattern and spindle- specific SIRT1 action is supported decreasing α-tubulin acetylation. Based on the observation of histone code in immature and matured oocytes, we suggest that SIRT1 is mostly predestined for epigenetic mode of action in germinal vesicle (GV) of immature oocyte. Accordingly, SIRT1- driven trimethylation of histone H3 on lysine K9 in matured oocyte is considered to be an inheritance of GV epigenetic transformation. Taken together, our observations point out the dual spatiotemporal SIRT1 action in oocyte capable to be switched from epigenetic to the non- epigenetic mode of action readily depending on meiosis progress. Keywords: oocyte, SIRT1, histone, developmental competence, tubuline, epigenetics

SIRT1 je histon deacetyláza působící na své epigenetické i ne-epigenetické cíle. Předpokládáme, že SIRT1 je zapojen do procesu zrání oocytů a to především v ooplazmě oocytu, která ovlivňuje další osud zralého oocytu a vzniklého embrya. Naší hypotézou je, že ve zralém oocytu působí SIRT1 jako signální molekula přes specifickou epigenetickou a ne-epigenetickou regulaci. Pozorovali jsme re-lokalizaci SIRT1 ve zralém oocytu a následně jeho spojitost s mikrotubuly vřeténka. Ve zralém oocytu SIRT1 vytváří vřeténku podobný vzor. Tato specifická vazba SIRT1 na vřeténko podporuje snížení acetylace α-tubulinu. Na základě pozorování histonového kódu v nezralých a zralých oocytech jsme potvrdili, že SIRT1 je převážně předurčen pro epigenetické působení v zárodečném váčku (GV) nezralého oocytu. V souladu s tímto tvrzením jsme potvrdili, že SIRT1 řídí trimethylaci histonu H3 na lyzinu K9 ve zralém oocytu, kterou považujeme za dědičnou napříč meiotickým zráním. Souhrnně naše pozorování poukazuje na dvojí efekt SIRT1 v oocytech v závislosti na kontextu meiotické progrese, kdy dochází k přepínání epigenetického a ne-epigenetického působení SIRT1 během progresu meiotického zrání. Klíčová slova: oocyt, SIRT1, histon, vývojová kompetence, tubulin, epigenetika