Vliv teplotního stresu na meiotickou a vývojovou kompetenci oocytů v kontextu regulace translace

Abstract

Temperature is a key factor influencing mammalian reproductive processes. The fully mature oocyte represses transcriptional activity after resumption of meiosis, and its further development, as well as that of the early embryo, depends on the regulated translation of stored maternal mRNAs. Disruption of protein synthesis can affect physiological processes that determine both meiotic and developmental competence. This study investigated the effect of temperature on the in vitro maturation of mouse oocytes, specifically their meiotic and developmental competence in relation to the regulation of translation. Oocytes were cultured under normothermic (37.5 řC), hyperthermic (40-41 řC), and hypothermic (31-34.5 řC) conditions. Meiotic maturation, global protein synthesis, activity of specific translational regulators (phosphorylation of eIF2a and eEF2, expression of ATF4), spindle morphology, and the ability to support preimplantation embryonic development after IVF were assessed. Hyperthermia during meiotic maturation significantly reduced the ability of oocytes to complete meiosis I, inhibited global translation, and negatively affected the activity of specific translational regulators (eIF2a and eEF2) and ATF4 expression. Additionally, it induced spindle defects in oocytes that reached the MII phase,...

Teplota je klíčovým faktorem ovlivňujícím reprodukční procesy savců. Plně zralý oocyt po opětovném zahájení meiózy potlačuje transkripční aktivitu, a jeho další vývoj i vývoj časného embrya jsou proto závislé na regulované translaci uložených maternálních mRNA. Narušení proteosyntézy může ovlivnit fyziologické procesy, které určují jak meiotickou, tak i vývojovou kompetenci. Cílem této práce bylo zkoumat vliv suboptimální teploty na in vitro maturaci myších oocytů, konkrétně na jejich meiotickou a vývojovou kompetenci v souvislosti s regulací translace. Oocyty byly kultivovány za normotermických (37,5 řC), hypertermických (40-41 řC) a hypotermických (31-34,5 řC) podmínek. Hodnocena byla meiotická maturace, globální proteosyntéza, aktivita specifických translačních regulátorů (fosforylace eIF2a a eEF2, exprese ATF4), morfologie dělícího vřeténka a schopnost podpořit preimplantační embryonální vývoj po IVF. Hypertermie během meiotické maturace výrazně snižovala schopnost oocytů dokončit první meiotické dělení, inhibovala globální translaci a negativně ovlivňovala aktivitu specifických translačních regulátorů (eIF2a i eEF2) i expresi ATF4. Současně vyvolávala defekty dělícího vřeténka u oocytů, které dosáhly fáze MII, což vedlo pravděpodobně k zástavě embryonálního vývoje již ve dvoubuněčném stadiu....