Spermden model membranlara lipit asimetrisinin kaybı
The loss of lipid asymmetry: from sperm to lipid bilayers
- Tez No: 242656
- Danışmanlar: PROF. DR. ASUMAN SUNGUROĞLU, PROF. DR. JOSHUA ZIMMERBERG
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Membranlar, Membranes
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fertilizasyon, birkaç aşamadan oluşan membran füzyon sürecidir. İlk olarak, bir akrozomal vezikül, sperm plazma membranı ile füzyona girer ve bu aşama akrozomal vezikül ekzositozu olarak adlandırılır. Ekzositoz neticesinde sperm plazma membranının lipit ve protein içeriğinde meydana gelen değişiklikler, sperm ve yumurta plazma membranlarının füzyonuna izin verir. Bu tez çalışmasında denizkestanesi sperm hücreleri kullanılmış ve akrozomal vezikül ekzositozu sonrasında negatif yüklü Fosfatidilserin (PS) 'in spermin dışa bakan membran yüzeyine transfer olduğu gösterilmiştir. 4.5 collidal gold ile hazırlanmış ve PS'e spesifik bağlanan AnnexinV ile, bu lipidin özellikle sperm membranının yumurta membranı ile füzyona girecek bölgesinde yoğunlaştığı elektron mikroskobu yardımı ile belirlenmiştir. PS'in baş kısmına bağlanan proteinlerin sperm-yumurta füzyonunu inhibe ettiği gösterilmiş ve fertilizasyondaki önemli rolü aydınlatılmıştır.Plazma membran asimetrisinin nasıl çok hızlı şekilde bozulabildiği ( spermde 15 saniye) , bunu sağlayan mekanizmanın ne olduğu hücre biyolojisinde hala aydınlığa kavuşmamış sorulardan birisidir. Hızlı asimetri kaybından sorumlu veya bu mekanizmayı düzenleyen protein adayı mevcut değildir. Membran lipitlerinin non-bilayer yapılanmalar olarak da adlandırılabilen, porlar aracılığı ile çok çabuk transferinin gerçekleşebileceği hipotez olarak ortaya atılsa da, kantitatif olarak ölçülememiştir. Por aracılı membran asimetri kaybını modellemek amacıyla Montal-Mueller tekniği ile oluşturulmuş asimetrik lipit bilayer' lar kullanılmış, asimetrik membran dinamiklerinin daha detaylı olarak izlenip özellikle por aracılı lipit transfer hızının saptanmasını sağlayacak yeni bir ölçüm sistemi geliştirilmiştir. Negatif yüklü PS'in, por oluşumunu takiben her iki monolayer da değişen miktarının zamana bağımlı ölçümü sonucu lipit por aracılı membran asimetri kaybı ilk kez kantitatif olarak gösterilmiştir. Yeni geliştirdiğimiz bu yöntem ile ölçülen lipit transfer hızı hücrelerde saptanan hıza uyum göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Fertilization is a dual level membrane fusion process. In the first, acrosomal vesicle fuses with the sperm plasma membrane, which is called acrosomal vesicle exocytosis. The resulting changes in the lipid and protein content of the sperm plasma membrane allow sperm and egg fusion. We have studied the loss of membrane asymmetry and surface exposure of phosphatidylserine (PS) in viable sea urchin sperm cells before and during acrosomal vesicle exocytosis. We demonstrated that PS is localized on the sperm head in less than 15sec following acrosome reaction by using fluorescent and 4, 5 colloidal gold conjugated Annexin V. Our results further indicate that blocking of PS inhibits sperm and egg membrane fusion.Understanding how membrane lipids lose their asymmetric transmembrane distribution and achieve their nonrandom distribution in cells is a key challenge in cell biology. We hypothesized that the formation of a transient hydrophilic lipidic pore in the membrane leads to rapid diffusive translocation of negatively charged lipids through the pore to the opposite membrane leaflet. To test this hypothesis, we used asymmetric model membranes and established a variation of the inner field compensation technique for the time resolved measurements of membrane boundary potentials. External application of electric fields across the bilayer induced transient conductive states. We observed fast transitions between these different conductance levels, reflecting opening and closing of meta-stable lipidic pores. Comparison of the capacitance minimization potential for different asymmetric membranes before and after pore formation confirmed negatively charged lipids transfer across the bilayer. We also constructed a model governing lipid flow rate based on pore analysis and lipid lateral diffusion rate. This rate was matching with the PS exposure time in the sperm cells. Together, our study provides a new tool to monitor loss of membrane asymmetry and our results indicate that lipid transfer can occur through lipidic pores.
Benzer Tezler
- İntrasitoplazmik sperm enjeksiyonu olgularında parenteral kromozom analizi
Parenteral chromosome analysis in intracytoplasmic sperm injection cases
DENİZ CANKAT
Doktora
Türkçe
1999
Tıbbi Biyolojiİstanbul ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEHER BAŞARAN
- Peroksinitritin sperm ATPaz aktivitesi üzerine etkisi
Effect of peroxynitrit on sperm ATPase activity
GÜLŞEN AKTAN
- İnsan sperminde kromozomal anöploidiler ve morfolojik özellikler arasında ilişkilerin morfometrik ve floresan in situ hibridizasyon (FISH) yöntemleriyle araştırılması
Assessment of the relatonship between chromosomal aneuploidies and morphology of human sperm by morphometry and fluorescent in situ hybridization
ÇİLER ÇELİK ÖZENCİ
Doktora
Türkçe
2003
MorfolojiAkdeniz ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN DEMİR
PROF. DR. GABOR HUSZAR
- Fertil ve infertil semen örneklerinde enerji üretiminde görev alan bazı sitozolik ve mitokondriyal enzim aktivitelerinin karşılaştırılması
Comparison of soma of the cytosolic and mitochondrial enzyme activities which play role in fertile and infertile semen samples
HÜLYA LEVENTERLER
- Mitokondrial mutasyonların infertil erkeklerin semen motilitesine etkisi
Investigation of a3243g mitochondrial mutations on semen motility
ELÇİN BORA
Doktora
Türkçe
2006
Moleküler TıpEge ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERDA ÖZKINAY
PROF. DR. DERYA ERÇAL
PROF. DR. NAZAN ÇETİNGÜL