Role paternálního H4K12ac při utváření pronukleí a v časné embryogenezi u myší.

Abstract

V procesu spermatogeneze jsou histony spermie nahrazeny bazickými proteiny protaminy, které usnadňují transport DNA do vajíčka v průběhu oplození. Pouze 1% histonů, jejichž N- terminální konce mohou být post-translačně modifikovány, zůstává ve zralé myší spermii zachováno. V této práci se zabývám konkrétní modifikací, a to acetylací lysinu 12 na histonu H4 (H4K12ac). Fyziologicky tato modifikace představuje důležitý faktor uplatňující se jako signál pro akumulaci transkripčních faktorů a pro vlastní zahájení genové exprese. Přítomnost a intenzita zastoupení H4K12ac v různých pronukleárních stádiích jednobuněčných embryí a partenogenetických vajíček byla hodnocena imunofluorescenčně s využitím anti-H4K12ac protilátky. Paternální prvojádro vykazuje silný acetylační signál na lysinu 12 histonu H4 od počátečních stádií prvojader, zatímco u maternálního prvojádra signál narůstá kontinuálně až do fúze pronukleí. Současně s H4K12ac byl sledován i stupeň DNA metylace u obou prvojader. K detekci stupně DNA metylace bylo využito anti-5mC a anti-5hmC protilátek. Paternální prvojádro je od svého vzniku postupně demetylováno, snižuje se abundance 5mC signálu a zesiluje se signál 5hmC. Maternální prvojádro si zachovává silný stupeň metylace. Obecně jsou H4K12ac a DNA demethylace modifikace, které aktivují genom...

During the process of spermatogenesis, histones are replaced by protamines, basic proteins enabling transmission of DNA to the oocyte during fertilization. In mouse sperm, there is only 1% of remaining histones whose N-terminal tails contain post-translationally modified residues. In this study, I was interested in contribution of paternal histone H4 acetylated on lysine K12 residues (H4K12ac) that is present in mature sperm head in remaining nucleosomes. Physiologically, H4K12ac has an important role in transcription factor accumulation and in regulation of gene expression. The presence and abundance of H4K12ac modification in various pronuclei stages of 1-cell embryo and parthenotes were assessed by imunnoflourescent detection with utilization of anti-H4K12ac antibody. Altogether, the paternal pronucleus exhibits a strong acetylation signal on H4K12 since its formation, while in the maternal one, there is a slow continual increase of H4K12ac getting on the same level as paternal pronucleus till the pronuclei fusion. Simultaneously DNA methylation status in both pronuclei was detected. In paternal pronucleus there is a continual decrease in the DNA methylation detectable as a decrease of 5mC and an increase of 5hmC signal. Meanwhile, the maternal pronucleus stays widely methylated. DNA...