Reprodukční biologie

Reprodukční biologie

RNDr. Kateřina Hortová, Ph.D.

RNDr. Kateřina Hortová, Ph.D. — Vedoucí projektu

O nás

Skupina reprodukční biologie se zabývá charakterizací procesů a molekulárních faktorů přípravy spermie k oplození (kapacitace, akrozomální reakce, složení seminální tekutiny), interakcí spermie a vajíčka během oplození, specifikací protilátek proti spermiím u žen i mužů a rozvíjením nástrojů pro detekci neplodnosti.

Skupina také studuje změny reprodukčních parametrů v souvislosti s Diabetes mellitus a vybranými environmentálními faktory včetně identifikace epigenetických mechanismů podílejících se na změnách gametogeneze v souvislosti s genovou expresí. Cílem skupiny je detailní porozumění lokalizaci a chování vybraných proteinů při přípravě gamet k oplození. Tento komplexní přístup pomůže k detekci patologických stavů a následně přispěje k prevenci, diagnostice a výběru vhodné léčby neplodnosti.

Skupina se již od roku 1990 zaměřuje na studium molekulárních mechanizmů oplození savců. Zkoumali jsme úlohu povrchových a intra-akrozomálních proteinů (tj. proteinů uvnitř akrozomu hlavičky spermie) během kapacitace, akrozomální reakce a vazby spermie na zona pellucida vajíčka. Další studie směřovaly ke zjištění unikátní regulace specifických proteinů pomocí tyrozinové fosforylace ve spermiích savců během kapacitace, k identifikaci a lokalizaci těchto proteinů, ke zjištění jejich úlohy jako aktivátorů savčích spermiích a jejich vztahu k cytoskeletu a pohyblivosti spermií. V současné době probíhá detailní studie dynamiky cytoskeletálních proteinů a proteinů (Izumo1, CD46, CD9, CD81, a Integrinů) účastnících se fúze spermie s vajíčkem v průběhu kapacitace a akrozomální reakce.

Výsledky našeho výzkumu následně slouží k přípravě nových diagnostických nástrojů využívaných v Centrech asistované reprodukce pro hodnocení kvality a selekci pohlavních buněk. Naším hlavním cílem je využití výsledků základního výzkumu v praxi, zlepšení kvality diagnostických testů a vytvoření nových diagnostických souprav, s jejíchž pomocí bude možné oddělit špatné spermie od dobrých.

Reportáž o výzkumu Kateřiny Hortové v ČT

 

ANOTACE NEJVÝZNAMNĚJŠÍCH VÝSLEDKŮ:

 

1. Charakterizace dynamiky CD46 a β1 integrinu během akrozomální reakce spermie.

Ukázali jsme za využití super-rozlišovací mikroskopií, že v průběhu akrozomální reakce spermie dochází k synchronní dynamické relokaci proteinů CD46 a β1 integrinu směrem k místu fúze spermie s vajíčkem. Interakce těchto proteinů byla potvrzena proximity ligation assay a navrženo jejich napojení na aktinový cytoskelet. Přesun těchto proteinů se jeví jako důležitý pro úspěšnou interakci mezi spermií a vajíčkem, adhezi a následnou fúzi gamet a směřuje k využití v diagnostice příčin neplodnosti.

 

2. Interakce CD9 a CD81 ve spermii před oplozením a strukturní modelace tohoto procesu.

Studie popisuje funkční vztah CD81 a CD9 tetraspaninových sítí, účastnící se interakce gamet u spermií člověka a myši. Za využití konfokální mikroskopie a kolokalizační analýzy byla predikována lokalizace CD9 a CD81, která byla vizualizována super-rezoluční mikroskopii a podrobena ko-imunoprecipitační analýze. Shodná pozice těchto proteinů byla prokázána v apikální akrozomální části hlavičky lidské spermie, nicméně u intaktní spermie myší jsou CD9 a CD81 exprimovány v odlišných segmentech. Během akrozomální reakce je u člověka pouze relokován CD9 oproti přesunu obou tetraspaninových proteinů podél hlavičky spermie myši. Strukturální modelace ukázala možnou tvorbu homologních i heterologních sítí a formaci Cis a Trans interakcí během fúze membrán spermie a vajíčka.

  • Spolupracující subjekt: Department of Veterinary Sciences, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources, University of Life Sciences Prague, Prague 6, 165 00, Czech Republic. Laboratory of Structural Bioinformatics of Proteins, Institute of Biotechnology CAS, v.v.i., BIOCEV, 252 50, Vestec, Czech Republic. Laboratory of Reproductive Physiology, Institute of Animal Biochemistry and Genetics Centre of Biosciences Slovak Academy of Sciences, 845 05 Bratislava, Slovakia. Department of Biochemistry and Department of Zoology, Faculty of Science, Charles University, Prague 2, 128 44, Czech Republic.
  • Kontaktní osoba: Kateřina Hortová, email: katerina.hortova@ibt.cas.cz
  • Citace výstupu: Frolikova M, Manaskova-Postlerova P, Cerny J, Jankovicova J, Simonik O, Pohlova A, Secova P, Antalikova J, Dvorakova-Hortova K. CD9 and CD81 Interaction and their Structure Modelling in Sperm Prior to Fertilization. Int J Mol Sci. 2018 Apr 19;19(4). Pii: E1236. Doi: 10.3390/Ijms19041236.

 

3. Metylační analýza promotorů asociovaných s histonem H4K12ac u spermií zdravých mužů a mužů s poruchou plodnosti.

U mužů výměna histonů za protaminy není úplná a zbývající histony jsou vysoce acetylovány což reprezentuje epigenetický znak, který je přenášen spermií do vajíčka v časné embryogenezi. U myšího modelu samčí prvojádro vykazuje silnou acetylaci H4K12 oproti samičímu, kde acetylace vzrůstá do doby jejich fúze. Aberantní acetylace histonů promotorů vývojově důležitých genů u mužů se sníženou plodností, avšak nikoliv poruchy v DNA metylaci, ukazuje na chybnou chromatinovou kompaktaci a může mít vliv na míru přenosu epigenetických znaků do vajíčka.

  • Spolupracující subjekt: Section Molecular Andrology, Biomedical Research Center Seltersberg, Justus Liebig University of Giessen, 35392 Giessen, Germany. Department of Zoology, Faculty of Science, Charles University in Prague, 12844 Prague, Czech Republic. Department of Urology, Pediatric Urology and Andrology, Justus Liebieg University of Giessen, 35392 Giessen, Germany. Fertility Center, 35578 Wetzlar, Germany. Fertility Center, 65189 Wiesbaden, Germany.
  • Kontaktní osoba: Kateřina Hortová, +420 604 855 871, katerina.hortova@ibt.cas.cz
  • Citace výstupu: Vieweg M, Dvorakova-Hortova K, Dudkova B, Waliszewski P, Otte M, Oels B, Hajimohammad A, Turley H, Schorsch M, Schuppe HC, Weidner W, Steger K, Paradowska-Dogan A.: Methylation analysis of histone H4K12ac-associated promoters in sperm of healthy donors and subfertile patients. Clin Epigenetics. 19;7(1):31. 2015 doi: 10.1186/s13148-015-0058-4.

Aktuality

Publikace

2017

Pavlinkova, G., Margaryan, H., Zatecka, E., Valaskova, E., Elzeinova, F., Kubatova, A., Bohuslavova, R., Peknicova, J. Transgenerational inheritance of susceptibility to diabetes-induced male subfertility. Scientific Reports, 7: 4940, 2017. doi: 10.1038/s41598-017-05286-0. ISSN: 2045-2322.

Drab, T., Ren, S., Manaskova-Postlerova, P., Ticha, M., Jonakova, V., Liberda, J. Glycosidases in porcine follicular fluid and their effect in zona pellucida-AWN 1 spermadhesin interaction. Theriogenology, 100: 80-87, 2017. doi: 10.1016/j.theriogenology.2017.06.011. ISSN: 0093-691X.

Dostalova, P., Zatecka, E., Dvorakova-Hortova, K. Of Oestrogens and Sperm: A Review of the Roles of Oestrogens and Oestrogen Receptors in Male Reproduction. International Journal of Molecular Sciences, 15(5): 904, 2017. doi: 10.3390/ijms18050904. ISSN 1661-6596.

Dong, L. F., Kovarova, J., Bajzikova, M., Bezawork-Geleta, A., Svec, D., Endaya, B., Sachaphibulkij, K., Coelho, A. R., Sebkova, N., Ruzickova, A., Tan, A. S., Kluckova, K., Judasova, K., Zamecnikova, K., Rychtarcikova, Z., Gopalan, V., Sobol, M., Yan, B., Pattnaik, B., Bhatraju, N., Truksa, J., Stopka, P., Hozak, P., Lam, A., Sedlacek, R., Oliveira, P. J., Kubista, M., Agrawal, A., Dvorakova-Hortova, K., Rohlena, J., Berridge, M. V., Neuzil, J. Horizontal transfer of whole mitochondria restores tumorigenic potential in mitochondrial DNA-deficient cancer cells. eLife, 6:e22187, 2017. doi: 10.7554/eLife.22187. ISSN 2050-084X.

2016

Bosakova Z, Tockstein A, Adamusova H, Coufal P, Sebkova N, Dvorakova-Hortova K. (2016) Kinetic analysis of decreased sperm fertilizing ability by fluorides and fluoroaluminates: a tool for analyzing the effect of environmental substances on biological events. Eur Biophys J., 45(1):71-9. doi: 10.1007/s00249-015-1078-x.

Maňásková-Postlerová P, Cozlová N, Dorosh A, Šulc M, Guyonnet B, Jonáková V. (2016) Acrosin inhibitor detection along the boar epididymis. Int J Biol Macromol., 82:733-9. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2015.10.034.

Capkova J, Kubatova A, Ded L, Tepla O, Peknicova J. (2016) Evaluation of the expression of sperm proteins in normozoospermic and asthenozoospermic men using monoclonal antibodies. Asian J Androl., 18(1):108-13.

Frolikova, M., Sebkova, N., Ded, L., Dvorakova-Hortova, K. Characterization of CD46 and β1 integrin dynamics during sperm acrosome reaction. Scientific Reports, 6: 33714, 2016. doi: 10.1038/srep33714. eISSN 2045-2322.

Jankovicova, J., Frolikova, M., Sebkova, N., Simon, M., Cupperova, P., Lipcseyova, D., Michalkova, K., Horovska, L., Sedlacek, R., Stopka, P., Antalikova, J., Dvorakova-Hortova, K. Characterization of tetraspanin protein CD81 in mouse spermatozoa and bovine gametes. Reproduction, 152: 785-793, 2016. doi: 10.1530/REP-16-0304. ISSN 1470-1626.

2015

Capkova J, Margaryan H, Kubatova A, Novak P, Peknicova J. (2015) Target antigens for Hs-14 monoclonal antibody and their various expression in normozoospermic and asthenozoospermic men. Basic Clin Androl., 25:11. doi: 10.1186/s12610-015-0025-0.

Brieño-Enríquez MA, García-López J, Cárdenas DB, Guibert S, Cleroux E, Děd L, Hourcade Jde D, Pěknicová J, Weber M, Del Mazo J. (2015) Exposure to endocrine disruptor induces transgenerational epigenetic deregulation of microRNAs in primordial germ cells. PLoS One., 10(4):e0124296. doi: 10.1371/journal.pone.0124296.

Zigo M, Dorosh A, Pohlová A, Jonáková V, Šulc M, Maňásková-Postlerová P. (2015) Panel of monoclonal antibodies to sperm surface proteins as a tool for monitoring localization and identification of sperm-zona pellucida receptors. Cell Tissue Res., 359(3):895-908. doi: 10.1007/s00441-014-2072-9

Vieweg M, Dvorakova-Hortova K, Dudkova B, Waliszewski P, Otte M, Oels B, Hajimohammad A, Turley H, Schorsch M, Schuppe HC, Weidner W, Steger K, Paradowska-Dogan A. (2015): Methylation analysis of histone H4K12ac-associated promoters in sperm of healthy donors and subfertile patients. Clin Epigenetics., 19;7(1):31. doi: 10.1186/s13148-015-0058-4

Margaryan H, Dorosh A, Capkova J, Manaskova-Postlerova P, Philimonenko A, Hozak P, Peknicova J.: (2015) Characterization and possible function of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase-spermatogenic protein GAPDHS in mammalian sperm. Reprod Biol Endocrinol., 13:15. doi: 10.1186/s12958-015-0008-1.
 

2014

Alavi, S. H. M., Postlerova-Manaskova, P., Hatef, A., Psenicka, M., Peknicova, J., Inaba, K., Ciereszko, A., Linhart, O. Protease in sturgeon sperm and the effects of protease inhibitors on sperm motility and velocity. Fish Physiology and Biochemistry, 40(58): 1393-1398, 2014. doi: 10.1007/s10695-014-9933-8. ISSN 0920-1742.

Dvorakova-Hortova, K., Sidlova, A., Ded, L., Hladovcova, D., Vieweg, M., Weidner, W., Steger, K., Stopka, P., Paradowska-Dogan, A. Toxoplasma gondii decreases the reproductive fitness in mice. PLoS ONE, 9(6): e96770, 2014. doi: 10.1371/journal.pone.0096770. ISSN 1932-6203.

Sebkova, N., Ded, L., Vesela, K., Dvorakova-Hortova, K. Progress of sperm Izumo1 relocation during spontaneous acrosome reaction. Reproduction, 147(2): 231-240, 2014. doi: 10.1530/REP-13-0193. ISSN 1470-1626.

Zatecka, E., Castillo, J., Elzeinova, F., Kubatova, A., Ded, L., Peknicova, J., Oliva, R. The effect of tetrabromobisphenol A on protamine content and DNA integrity in mouse spermatozoa. Andrology, 2(6): 910-917, 2014. doi: 10.1111/j.2047-2927.2014.00257.x. ISSN 2047-2919.

Zatecka, E., Ded, L., Elzeinova, F., Kubatova, A., Dorosh, A., Margaryan, H., Dostalova, P., Korenkova, V., Hoskova, K., Peknicova, J. Effect of zearalenone on reproductive parameters and expression of selected testicular genes in mice. Reproductive toxicology, 45: 20-30, 2014. doi:10.1016/j.reprotox.2014.01.003. ISSN 1873-1708.

2013

Zatecka, E., Ded, L., Elzeinova, F., Kubatova, A., Dorosh, A., Margaryan, H., Dostalova, P., Peknicova, J. Effect of tetrabrombisphenol A on induction of apoptosis in the testes and changes in expression of selected testicular genes in CD1 mice. Reproductive Toxicology, 35: 32-39, 2013. ISSN 0890-6238.

Ded, L., Sebkova, N., Cerna, M., Elzeinova, E., Dostalova, P., Peknicova, J., Dvorakova-Hortova, K. In vivo exposure to 17β-estradiol triggers premature sperm capacitation in cauda epididymis. Reproduction, 145(3): 255-263, 2013. ISSN 1470-1626.

Elzeinova, F., Peknicova, J., Ded, L., Dorosh, A., Kubatova, A., Margaryan, H., Makovicky, P., Rajmon, R. Adverse effect of tetracycline and doxycycline on testicular tissue and sperm parameters in CD1 outbred mice. Experimental and Toxicologic Pathology,65(6): 911-917, 2013. ISSN 0940-2993.

Dorosh, A., Tepla, O., Zatecka, E., Ded, L., Koci, K., Peknicova, J. Expression analysis of MND1/GAJ, SPATA22, GAPDHS and ACR genes in testicular biopsies from non-obstructive azoospermia (NOA) patients. Reproductive Biology and Endocrinology, 11:42, 2013. ISSN 1477-7827.

Zigo, M., Jonakova, V., Sulc, M., Manaskova-Postlerova, P. Characterization of sperm surface protein patterns of ejaculated and capacitated boar sperm, with the detection of ZP binding candidates. International Journal of Biological Macromolecules, 61: 322-328, 2013. ISSN 0141-8130.

2012

Babcova, K., Ulcova-Gallova, Z., Bibkova, K., Micanova, Z., Peknicova J. Semen and serum inhibin B, and sperm quality in infertile men. Andrologia, 21: 3-12, 2012. ISSN 1310-3806.

Capkova, J., Hrncir, T., Kubatova, A., Tlaskalova-Hogenova, H. Lipopolysaccharide treatment suppresses spontaneously developing ankylosing enthesopathy in B10.BR male mice: The potential role of interleukin-10. BMC Musculoskeletal Disorders, 13: 110-118, 2012. ISSN 1471-2474.

Sebkova, N., Cerna, M., Ded, L., Peknicova, J., Dvorakova-Hortova, K. The slower the better: how sperm capacitation and acrosome reaction is modified in the presence of estrogen. Reproduction, 143: 297-307, 2012. ISSN 1470-1626.

Yi, Y. J., Zimmermann, S. W., Manandhar, G., Odhiambo, J. F., Kennedy, C., Jonakova, V., Manaskova-Postlerova, P., Sutovsky, M., Park, Ch. S., Sutovsky, P. Ubiquitin-activating enzyme (UBA1) is required for sperm capacitation, acrosomal exocytosis and sperm-egg coat penetration during porcine fertilization. International Journal of Andrology, 35: 196-210, 2012. ISSN 0105-6263.

Tým

RNDr. Kateřina Hortová, Ph.D.

RNDr.
Kateřina Hortová, Ph.D.

vedoucí laboratoře, vědecký pracovník

katerina.hortova@ibt.cas.cz
+420325873799
RNDr. Pavla Postlerová, Ph.D.

RNDr.
Pavla Postlerová, Ph.D.

zástupce vedoucí, vědecký pracovník

pavla.postlerova@ibt.cas.cz
+420325873797
doc. RNDr. Věra Jonáková, DrSc.

doc. RNDr.
Věra Jonáková, DrSc.

vědecký pracovník

vera.jonakova@ibt.cas.cz
+420325873797
doc. RNDr. Jana Pěknicová, CSc.

doc. RNDr.
Jana Pěknicová, CSc.

ředitelka Biotechnologického ústavu AV ČR
vědecký pracovník

jana.peknicova@ibt.cas.cz
+420325873701
Noemí Sánchez Hernández, Ph.D.

Noemí Sánchez Hernández, Ph.D.

vědecký pracovník

noemi.sanchezhernandez@ibt.cas.cz
+420325873715
RNDr. Nataša Šebková, Ph.D.

RNDr.
Nataša Šebková, Ph.D.

vědecký pracovník

natasa.sebkova@ibt.cas.cz
+420325873716
Mgr. Lukáš Děd, Ph.D.

Mgr.
Lukáš Děd, Ph.D.

postdoktorand

lukas.ded@ibt.cas.cz
+420325873798
Mgr. Michaela Frolíková, Ph.D.

Mgr.
Michaela Frolíková, Ph.D.

postdoktorand

michaela.frolikova@ibt.cas.cz
+420325873798
Mgr. Eva Žatecká, Ph.D.

Mgr.
Eva Žatecká, Ph.D.

postdoktorand

eva.zatecka@ibt.cas.cz
+420325873798
Mgr. Eliška Valášková

Mgr.
Eliška Valášková

vedoucí technický pracovník

eliska.valaskova@ibt.cas.cz
+420325873712
Ing. Alena Kubátová

Ing.
Alena Kubátová

technický pracovník

alena.kubatova@ibt.cas.cz
+420325873713
Mgr. Hasmik Margaryan

Mgr.
Hasmik Margaryan

technický pracovník

hasmik.margaryan@ibt.cas.cz
+420325873715
Mgr. Veronika Páleníková

Mgr.
Veronika Páleníková

PhD student, technický pracovník

veronika.palenikova@ibt.cas.cz
+420325873712
Mgr. Pavla Dostálová

Mgr.
Pavla Dostálová

PhD student

pavla.dostalova@ibt.cas.cz
+420325873798
Mgr. Alžběta Pohlová

Mgr.
Alžběta Pohlová

PhD student

alzbeta.pohlova@ibt.cas.cz
+420325873712