Involvement of protein vinculin in mammalian gametogenesis

Abstract

One of the basic characteristics of living systems is a sexual reproduction, when the germ cells, sperm and egg, fuse. The key process in the germ cells development is meiosis. During meiotic division, several dramatic changes happen in the nucleus and different errors might appear, which may then result in various chromosomal aberrations and nondisjunctions leading to genetic diseases and infertility. The causes of infertility are very diverse, but many of them obviously come from the meiotic errors. One of the most critical parts for the successful meiotic progress is a prophase I, where the homologous chromosomes are paired by the protein structure of the synaptonemal complex (SC) and subsequent genetic recombinations by crossing- over accurate. Vinculin (VCL) is a cytoplasmic actin binding protein in the focal adhesions and adherent junctions and VCL acts as their essential regulator. Recently, this protein was also found in the nucleus of germ cells of certain organisms. However, the nuclear functions of vinculin have not been described yet. This diploma thesis focuses on the study of chromosomal dynamics in the gametogenesis of our mouse model, regarding the involvement of the nuclear vinculin in these processes. Our aim was to localize VCL in the nucleus of embryonic prophase oocytes using...Jednou ze základních vlastností živých soustav je pohlavní rozmnožování, při kterém dochází ke splynutí pohlavních buněk, spermie a vajíčka. Klíčovým procesem, při tvorbě pohlavních buněk, je meióza. Při meiotickém dělení dochází k dramatickým změnám v jádře, při kterých se mohou vyskytnout chyby, které mohou zapříčinit různé chromozomové aberace a nondisjunkce vedoucí ke genetickým onemocněním a v neposlední řadě k neplodnosti. Příčiny neplodnosti jsou velmi různorodé, avšak velká část pochází právě z chyb při meióze. Pro správné fungování tohoto procesu je velmi důležitá první fáze meiózy I, profáze I, kde dochází k párování homologních chromozomů za pomoci bílkovinné struktury synaptonemálního komplexu (SC) a následně dochází ke genetické rekombinaci, tzv. crossing-overu. Vinkulin (VCL) je cytoplazmatický protein vázající aktin ve fokálních adhezích a adherentních spojích a je jejich esenciálním regulátorem. Tento protein byl však objeven i v jádře pohlavních buněk u některých organizmů. Jaderné funkce vinkulinu však dosud nebyly popsány. Tato diplomová práce se zaměřuje na studium dynamiky chromozomů v gametogenezi na myším modelu s důrazem na zapojení jaderného vinkulinu (VCL) do těchto procesů. Naším cílem bylo lokalizovat VCL v jádře embryonálních profázních oocytů pomocí fluorescenční...Katedra antropologie a genetiky člověkaDepartment of Anthropology and Human GeneticsPřírodovědecká fakultaFaculty of Scienc