Cell signaling pathways controlling meiotic maturation of mammalian oocytes

Abstract

4 2 Summary in English The female germ cells called oocytes arise from the primordial germ cells during embryogenesis. They are essential for the reproduction. Already during embryogenesis oocytes enter meiosis, however, they arrest at the dictyate stage of prophase I. After onset of sexual maturity luteinizing hormone induces the resumption of meiosis of follicle enclosed oocytes (GV stage) in animals (in vivo) but removing of oocytes from follicles and culture in a suitable medium allows the spontaneous resumption of meiosis in vitro. Nuclear envelope break down (NEBD or GVBD) is the first visible mark of the meiosis resumption. Later after GVBD, the metaphase I (MI) spindle forms and after all chromosome bivalents are correctly attached to microtubules (MTs) anaphase I occurs. Following meiosis I completion, oocytes enter directly meiosis II and arrest at metaphase II (MII). These oocytes are fertilizable and sperm trigger meiosis II completion. The development from GV to MII oocytes is governed mainly by meiosis promoting factor (MPF) that consists of cyclin dependent kinase 1 (CDK1) and cyclin B (CCNB). On the mouse oocytes, we have shown using functional studies (RNA interference, mRNA microinjection) that phosphatases CDC25A and B cooperate in the induction of CDK1 activity and resumption of meiosis....

5 3 Summary in Czech (Abstrakt v českém jazyce) Samičí zárodečné buňky, oocyty, vznikají již během embryonálního vývoje z primordiálních zárodečných buněk. Jsou nezbytným předpokladem pro reprodukci. Již během embryonálního vývoje oocyty vstupují do meiózy, ale krátce poté se jejich vývoj zastaví ve stádiu profáze I. Po nástupu pohlavní dospělosti spouští luteinizační hormon proces znovuzahájení meiózy oocytů in vivo v prostředí folikulu. Vyjmutí oocytů z folikulu a jejich kultivace ve vhodném médiu umožňuje tento proces úspěšně rekapitulovat v podmínkách in vitro. Rozpad jaderné membrány (GVBD) je první jasně viditelnou známkou znovuzahájení meiózy. Po GVBD se vytváří dělící vřeténko metafáze I. Pokud jsou chromozómy vyrovnány v metafázní rovině a mikrotubuly korektně připojeny na chromozomy, dojde ke vstupu do anafáze I. Po dokončení meiózy I vstupují oocyty přímo do meiózy II a opětovně zastavují svůj vývoj, tentokráte v metafázi II (MII). Tyto oocyty jsou schopné oplození, přičemž průnik spermie iniciuje dokončení meiózy. Vývoj z GV stádia do stádia MII je pod striktní kontrolou tzv. MPF faktoru, který se skládá z cyklin dependentní kinázy 1 (CDK1) a cyklinu B (CCNB). Pomocí funkčních studií (RNA interference, mikroinjekce mRNA) jsme na myších oocytech ukázali, že fosfatázy CDC25 A a B spolupracují na...