Oosit maturasyonu sürecinde kromozom göçü sağlayan proteinlerin mayotik maturasyona ilişkin düzenleyici faktörler ile etkileşimi

Abstract

Amaç: Oosit maturasyonu sırasında aktinin sağladığı kromozom göçü ile oosit asimetrik olarak bölünmektedir. Bu çalışmada, fare oositlerinde in vitro maturasyon (IVM) sürecinde MAPK/ERK kinaz (MEK) inhibisyonunun ve protein kinaz A (PKA) inhibisyonu ile gerçekleşen `maturation promoting factor` (MPF) aktivasyonunun birinci mayoz bölünme sırasında aktin nukleasyonu sağlayan Formin-2 (FMN2), Spire-1 ve Spire-2'nin miktar ve lokalizasyonları üzerine olan etkisinin ve mitojen ile aktive olan kinazların (MAPK) bu proteinler ile etkileşiminin MPF aracılı olup olmadığının belirlenmesi amaçlanmıştır.Yöntem: 3-5 haftalık BalbC dişi farelerden folikül aktivasyonunun ardından preovulatuvar ovaryum foliküllerinden elde edilen germinal vezikül (GV) oositlere IVM sırasında MEK inhibitörü PD98059 ve MPF aktivasyonu sağlayan PKA inhibitörü H89 uygulanmıştır. Germinal vezikül yıkımı (GVBD) ve polar cisimcik atılımı (PBE) oranları, immunofloresan ile oositlerde FMN2, Spire-1 ve Spire-2'nin lokalizasyonu, Western blot ile bu proteinlerin miktarı belirlenmiştir.Bulgular: GVBD oranları gruplar arasında benzerlik gösterirken, PBE oranı MEK inhibisyonu ile düşmüştür. FMN2'nin oositlerde iğ oluşumu aşamasından itibaren iğ çevresinde lokalize olduğu görülmüştür. Spire-1 ve Spire-2'nin kortikal lokalizasyonları belirlenmiştir. MEK inhibisyonu PBE aşamasındaki oositlerde FMN2, kortikal Spire-1 ve Spire-2 seviyelerini düşürmüştür. MPF aktivasyonu FMN2 seviyesini iğ göçü aşamasında düşürürken, Spire-1'in kortikal seviyesini, kortikal ve total Spire-2 seviyesini PBE oositlerde artırmıştır. MEK inhibisyonu ve MPF aktivasyonunun birlikte uygulanması PBE aşamasındaki FMN2 ve Spire-1 düşüşünü önlemiş, ancak Spire-2 seviyesindeki düşüşü telafi edememiştir. Sonuç: Bu çalışma MAPK ve MPF'nin aktin nukleasyonu sağlayan FMN2, Spire-1 ve Spire-2 proteinlerini oosit maturasyonunun belirli aşamalarında etkilediğini göstermektedir. Bu çalışmanın bulgularına göre, MAPK sinyalinin etkisi Spire-2 için doğrudan, FMN2 ve Spire-1 için ise MPF üzerinden dolaylı bir etkidir. Anahtar Kelimeler: mapk, mpf, fmn2, spire-1, spire-2

Objective: During oocyte maturation chromosome migration driven by actin nucleation give rise to asymmetric division of oocytes. The aim of this study was to determine the effects of MAPK/ERK kinase (MEK) inhibition and `maturation promoting factor` (MPF) activation on the amount and localizations of actin nucleators Formin-2 (FMN2), Spire-1 and Spire-2 and also to determine whether the relation of mitogen-activated protein kinases (MAPK) with these proteins is through MPF during in vitro maturation (IVM) of mouse oocytes. Method: MEK inhibitor PD98059 and PKA inhibitor H89 for MPF activation was applied during IVM to the germinal vesicle (GV) oocytes retrieved from preovulatory ovarian follicles of 3-5 weeks old female BalbC mice after follicle activation. Germinal vesicle breakdown (GVBD) and polar body extrusion (PBE) rates were determined. The localization of Formin-2 (FMN2), Spire-1 and Spire-2 were determined through immunofluorescence, protein levels were determined via Western blot for oocytes at different stages.Results: Though GVBD rates were similar in different groups, PBE rates were lower in MEK inhibition group. FMN2 was localized around spindle and cortex, while only cortical localizations of Spire-1 and Spire-2 were determined. MEK inhibition resulted in a decrease in FMN2, cortical Spire-1 and Spire-2 levels in PBE oocytes. MPF activation lead to decrease in FMN2 and increase in cortical Spire-1 levels in spindle migration stage oocytes, while it resulted in increase of cortical and total Spire-2 levels in PBE oocytes. Application of MEK inhibition and MPF activation at the same time resulted in compensation of the decrease in FMN2 and Spire-1, while Spire-2 levels remained low with no compensation of MPF activation.Conclusion: This study shows that MAPK and MPF affects actin nucleators FMN2, Spire-1 and Spire-2 at particular stages of oocyte maturation. According to the results of this study, MAPK directly affects Spire-2, while it affects FMN2 and Spire-1 indirectly through MPF activation. Key words: mapk, mpf, fmn2, spire-1, spire-2