Role histonových modifikací a genové exprese v myší spermatogenezi

Abstract

The production of haploid sperm is a precondition for sexual reproduction of males. PRDM9 protein is a histone methyltransferase which localizes sites of meiotic recombination in many mammals. Mouse males of the C57BL/6J (B6) strain deficient for Prdm9 (Prdm9-/- ) are sterile, while Prdm9-/- males of PWD/Ph (PWD) strain have reduced sperm count. The comparison of the distribution of trimethylation of histone 3 on lysine 36 (H3K36me3) in genome of Prdm9-/- males of these two strains will help to determine the role of this epigenetic modification on meiotic recombination and fertility of Prdm9-/- males. The second part of this thesis is focused on transgenic males. Male offspring from the first generation of B6 female and PWD male crosses (B6PF1) have reduced fertility parameters due to incompatibility of Prdm9 alleles. The fertility parameters of B6PF1 hybrids carrying CHORI-34-289M8 or RP24-346I22 transgene are even lower. The candidate gene, which participates in the reduction of fertility of the transgenic B6PF1 hybrids, was determined as the proteasome subunit encoding gene Psmb1, because its relative transcription level best correlates with sperm count. The reason of lowered fertility thus might be a defect in proteasome assembly. The investigation of the fitness of transgenic animals is...

Předpokladem sexuálního rozmnožování je u samců produkce haploidních spermií. Protein PRDM9 je histonová metyltransferáza lokalizující místa meiotické rekombinace řady savců. Myší samci kmene C57BL/6J (B6) deficientní pro Prdm9 (Prdm9-/- ) jsou sterilní, zatímco Prdm9-/- samci kmene PWD/Ph (PWD) mají snížený počet spermií. Porovnání rozmístění trimetylovaného lysinu 36 histonu 3 (H3K36me3) v genomu Prdm9- /- samců těchto dvou kmenů přispěje ke zjištění role této epigenetické modifikace v meiotické rekombinaci a v rozdílné plodnosti Prdm9-/- samců. Druhá část práce se zabývá transgenními samci. Samčí potomci první generace křížení samice B6 a samce PWD (B6PF1) mají snížené parametry plodnosti kvůli nekompatibilitě Prdm9 alel. U B6PF1 hybridů nesoucích transgen CHORI-34-289M8 či RP24-346I22 jsou parametry plodnosti ještě nižší. Ze stanovení relativní míry transkripce tří genů z transgenu a její korelace s počtem spermií byl za kandidátní gen, podílející se na snížení fertilních parametrů transgenních B6PF1 hybridů, určen gen kódující proteazomální podjednotku Psmb1. Důvodem snížené plodnosti by tak mohly být defekty v sestavování proteazomu. Studium fitness transgenních živočichů je důležité nejen pro základní výzkum, ale i z hlediska možností jejich uplatnění mimo výzkumná pracoviště.