Proteiny interagující s centrobinem a jejich role v aparátu spojujícím hlavičku a bičík spermie

Abstract

Centrobin is a centrosomal protein that in somatic cells localizes predominantly to the daughter centriole and plays a role in centriole duplication, microtubule organization, and ciliogenesis. However, its importance extends beyond somatic cells - mutant hd rats with disrupted expression of Centrobin exhibit male infertility accompanied by the presence of acephalic spermatozoa, i.e., sperm cells lacking a head. This phenotype suggests a crucial role of Centrobin in the so-called head-tail coupling apparatus (HTCA), which ensures the firm mechanical connection between the sperm head and flagellum. The exact molecular composition and mechanisms securing its structural integrity, however, remain insufficiently understood. In light of these findings, this work focused on identifying protein partners of Centrobin that may be involved in the organization and stabilization of HTCA. For this purpose, an immunoprecipitation of Centrobin and its interacting partners was performed from testicular lysates of rats, followed by mass spectrometry analysis. Among the detected candidate proteins, ODF1 was selected - a known component of the outer dense fibers of the flagellum, which also localizes to the HTCA region. Its interaction with Centrobin was subsequently tested using the yeast two-hybrid (Y2H) system....

Centrobin je centrosomální protein, který se v somatických buňkách lokalizuje převážně na dceřinou centriolu a podílí se na duplikaci centriol, organizaci mikrotubulů a ciliogenezi. Jeho význam však přesahuje somatické buňky - u mutantních potkanů linie hd s poruchou exprese centrobinu dochází k neplodnosti samců, provázené výskytem acefalických spermií, tedy spermií postrádajících hlavičku. Tento fenotyp naznačuje zásadní úlohu centrobinu v oblasti tzv. spojovacího aparátu spermie (head-tail coupling apparatus, HTCA), který zajišťuje pevné mechanické spojení hlavičky a bičíku. Přesné molekulární složení a principy zajištění jeho strukturální integrity však zůstávají stále nedostatečně objasněné. S ohledem na tyto poznatky jsme se v této práci zaměřili na identifikaci proteinových partnerů centrobinu, kteří by se mohli podílet na organizaci a stabilitě HTCA. Za tímto účelem byla provedena imunoprecipitace centrobinu a jeho interagujících partnerů z testikulárních lyzátů potkanů, následovaná analýzou metodou hmotnostní spektrometrie. Mezi detekovanými kandidátními proteiny byl vybrán ODF1, známý komponent vnějších denzních vláken bičíku, který se rovněž lokalizuje do oblasti HTCA. Jeho interakce s centrobinem byla následně testována pomocí kvasinkového dvouhybridního systému. Výsledky experimentů...