Mechanizmus chybného formování spojení hlavičky a bičíku u acefalických spermií s nedostatečnou tvorbou centrobinu

Abstract

Acephalic sperm syndrome (ASS) is a rare form of teratozoospermia that is probably genetic in origin. The sperm of individuals with this syndrome have a damaged apparatus connecting the head and flagellum (HTCA), which leads to the formation of acephalic sperm, i.e. sperm with separate heads from flagella. Individuals affected by ASS are almost exclusively infertile. One of the proteins whose mutation causes ASS is SUN5. Together with KASH proteins, SUN proteins are part of the so-called LINC complex, which ensures the connection of the nucleoskeleton with the cytoskeleton. Centrobin is a protein involved in centriole duplication and assembly of the dividing spindle. Rats carrying a defective gene for centrobin have reduced fertility and exhibit an ASS phenotype. For that reason, this model organism was used in this work to study the possible interrelationships of proteins involved in the formation of ASS. Given the similar phenotype of centrobin and SUN5 mutated spermatozoa, there is a possibility that centrobin interacts with one of the LINC complex proteins and together they participate in the formation of the head-flagella junction. Sperm from rats with a defective centrobin gene also show significant damage to the flagella. Decreased Odf1 protein expression has previously been reported in ASS...

Syndrom acefalických spermií (ASS) je vzácnou formou teratozoospermie, která je pravděpodobně genetického původu. Spermie jedinců s tímto syndromem mají poškozený aparát spojující hlavičku a bičík (HTCA), což vede ke vzniku acefalických spermií tzn. spermií s oddělenými hlavičkami od bičíků. Jedinci postižení ASS jsou téměř výhradně neplodní. Jedním z proteinů, jehož mutace způsobuje ASS, je SUN5. Proteiny SUN jsou společně s KASH proteiny součástí tzv. LINC komplexu, který zajišťuje spojení nukleoskeletu s cytoskeletem. Centrobin je protein podílející se na duplikaci centriol a sestavení dělícího vřeténka. Potkani nesoucí poškozený gen pro Centrobin mají sníženou fertilitu a vykazují fenotyp ASS. Z toho důvodu byl tento modelový organismus v této práci využit pro studium možných vzájemných vazeb proteinů podílejících se na vzniku ASS. Vzhledem k podobnému fenotypu spermií s mutovaným centrobinem a SUN5, existuje možnost, že centrobin interaguje s některým z proteinů LINC komplexu a společně se podílejí na vytvoření spojení hlavičky a bičíku. Spermie potkanů s poškozeným genem pro Centrobin vykazují rovněž značné poškození bičíků. U pacientů s ASS byla dříve popsána snížená exprese proteinu Odf1 a myší Odf1-deficientní samci jsou neplodní v důsledku dekapitace. V této práci jsme se proto zaměřili i...