Odpověď na poškození DNA během vývoje savčích oocytů

Abstract

During early embryonic development oocytes are arrested in prophase I of the first meiotic division, in which they can persist for years. After reaching sexual maturity and the luteinizing hormon surge resumption of meiosis and meiotic maturation occur. Oocytes are arrested again at metaphase of the second meiotic division. At this stage they are ovulated and waiting for a fertilisation. Oocytes are during their development exposed to factors that cause DNA damage, of which DNA double-strand breaks (DSBs) are the most serious threat. The maintaining of genome integrity is crucial for quality of oocytes, fertility and proper embryonic development. The mechanism of the oocyte response to DSBs presence is not fully understood and it seems to differ from somatic cells. We assume that DSBs are repaired during meiotic maturation probably by a mechanism of homologous recombination (HR). In this thesis we focuse on essencial recombinase RAD51, which participates in the repair by HR. We found that RAD51 inhibition leads to an increase of segregation errors in anaphase I. Using high resolution live cell imaging we observed chromosomal fragments and anaphase bridges. Immunofluorescence detection of DSBs-marker γH2AX showed increased amount of DSBs in prophase I and MII stage after RAD51 inhibition. Our data...

Oocyt je během raného embryonálního vývoje zastaven v profázi I. meiotického dělení, kde setrvává po dobu několika let. Teprve po dosažení pohlavní dospělosti a vlně luteinizačního hormonu dochází u jednotlivých oocytů ke znovuzahájení meiózy a meiotickému zrání. Oocyt je následně opět zastaven v metafázi II. meiotického dělení, kdy je ovulován a čeká na oplození. Během svého vývoje je vystaven působení faktorů způsobujících DNA poškození, z nichž mezi nejzávažnější patří dvouřetězcové zlomy (DSB). Udržení genomové integrity je důležité pro kvalitu oocytu, fertilitu a normální embryonální vývoj. Mechanismus, jakým oocyt reaguje na přítomnost DSB, není zcela prozkoumán a zdá se, že je odlišný od somatických buněk. Domníváme se, že během meiotického zrání dochází k opravě DSB, pravděpodobně mechanismem homologní rekombinace (HR). V této práci se zaměřujeme na RAD51, esenciální rekombinázu účastnící se opravy prostřednictvím HR. Zjistili jsme, že inhibice RAD51 vede k nárůstu segregačních defektů během anafáze I. Pomocí mikroskopie živých buněk ve vysokém rozlišení jsme pozorovali výskyt chromozomálních fragmentů a anafázních můstků. Imunofluorescenční detekce ukazatele DSB γH2AX ukázala zvýšené množství DSB v profázi I a MII stádiu po inhibici RAD51. Naše data naznačují, že v profázi I a během...