Skip to main content
SUPERVISOR
محمدحسین نصراصفهانی (استاد راهنما) حمیدرضا رحمانی (استاد راهنما) فرنوش جعفر پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Azizollah Bakhtari
عزیزالله باختری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1388

TITLE

Effect of Mouse Embryo Vitrification on Expression of Imprinted Genes and Enzymes Involved in DNA Methylation
Appropriate epigenetic changes in preimplantation embryos are critical for embryonic development and successful pregnancy. The aim of this study was to evaluate the effects of superovulation, vitrification and in vitro culture on expression of enzymes involved in DNA methylation and imprinted genes in blastocysts and E9.5. Results showed that vitrification decreased the developmental competence of embryos cultured in vitro ( P 0.05). Assisted reproductive techniques influenced most imprinted genes expression in the blastocysts ( P 0.05). In next step, this perturbed mRNA expression restrict to E9.5 superovulated fetuses (3 of 5 imprinted genes). It is likely that hormonal stimulation in the superovulated mice alters the environment of the uterus, which adversely affects the normal epigenetic patterns of the resultant. In last experiment, knockdown of DPPA3 by injection of siRNA in germinal vesicle stage oocytes was used to assess its role in epigenetic remodeling. DPPA3 knockdown resulted in increased intensity of 5hmc staining in the maternal pronucleus (PN), demonstrating a role for this factor in the asymmetric remodeling of the maternal and paternal PN in bovine zygotes. Also, DPPA3 knockdown decreased the developmental competence of parthenogenetic and in vitro fertilized embryos. We conclude that DPPA3 have important role during early development which conserved between species. Key Words epigenetic, superovulation, vitrification, imprinted gene, DPPA3 knockdown
اپی ژنتیک فعالیت ژن را بدون تغییر در رمزهای ژنتیکی تنظیم می کند. متیلاسیون DNA نقش مهمی را در تغییرات اپی ژنتیکی ایفا می‌نماید. اووسیت و رویان طی تکوین طبیعی خود دستخوش تغییرات اپی‌ژنتیکی گسترده‌ای می‌گردند. عوامل محیطی طی اوایل تکوین در پستانداران نقش تعیین کننده ای را در تنظیم اپی ژنتیکی بر عهده دارد. بنابراین ارزیابی جزییات اثر روش های کمک تولید مثلی بر ژنتیک، اپی ژنتیک و فنوتیپ در ارتباط با تنظیم اپی ژنتیکی گسترده در ژنوم، طی تکوین اولیه رویان اهمیت ویژه ای دارد. در این رساله به بررسی اثرات روش های کمک تولید مثلی بر بیان ژن‌های موثر بر وضعیت متیلاسیون DNA و ژن‌های ایمپرینت شده در دو مرحله‌ پیش از لانه‌گزینی و پس از آن پرداخته شده است. در دو آزمایش اول، چهار گروه تیماری شامل گروه شاهد، گروه سوپراووله، گروه سوپر اووله+ کشت (گروه کشت) و گروه سوپراوله+ انجماد شیشه‌ای+ کشت (گروه انجمادی) انتخاب و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نرخ بلاستوسیست و بلاستوسیست تفریخ شده در گروه انجمادی نسبت به گروه کشت به‌طور معنی‌داری پایین‌تر بود (01/0 P ). شدت نور فلورسنت 5-متیل سیتوزین و بیان ژن DNA متیل ترانسفراز 1 در گروه شاهد به‌طور معنی‌داری بیشتر از گروه انجماد شیشه‌ای بود (05/0 P ). در مجموع میزان بیان هر سه ژن DNA متیل ترانسفراز در گروه‌های شاهد و سوپراووله تفاوت معنی‌داری با یکدیگر نداشتند. همین وضعیت نیز برای گروه‌های کشت و انجمادی مشاهده ‌شد. بیان چهار ژن از پنج ژن ایمپرینت شده نیز تحت تأثیر یک، دو و یا هر سه تکنیک تولید مثلی قرار گرفت. ممکن است سوپراوولاسیون باعث آزادسازی اووسیت‌های غیرطبیعی گردد. این اتفاق از طریق وادار کردن اووسیت‌ها برای تکوین خیلی سریع و یا آزاد شدن اووسیت‌هایی که از قبل برای پس روی کردن انتخاب شده‌اند، صورت می‌گیرد. بنابراین، این اووسیت‌ها ممکن است در توانایی حفظ وضعیت متیله و بیان ژن‌های ایمپرینت‌شده با مشکل مواجه باشند. همچنین تزریق اگزوژنوسی هورمون‌ها می‌تواند باعث تغییر محیط اویداکت گردد و اثر منفی بر وضعیت ژن‌های ایمپرینت‌شده بگذارد. اما عدم وجود تفاوت معنی‌دار برخی ژن‌ها در گروه شاهد با گروه‌های کشت و انجمادی (با توجه به انجام سوپراوولاسیون در این دو گروه) می‌تواند ناشی از اثر محیط کشت بر تعدیل بیان این ژن‌ها و یا حذف اووسیت‌های با کیفیت پایین طی تکوین باشد. بلاستوسیست‌های حاصل از کشت آزمایشگاهی دو گروه کشت و انجمادی به موش‌های با آبستنی کاذب دارای سیکل طبیعی منتقل گردید. جایگاه‌های لانه‌گزینی در هر دو گروه تفاوت معنی‌داری را در روز 5/9 نشان ندادند. همچنین با مقایسه وزن جنین‌های هر چهار گروه، مشخص گردید سوپراوولاسیون باعث کاهش وزن جنین می‌گردد. این کاهش در گروه سوپراووله نسبت به گروه شاهد معنی داری بود (05/0 P ). اما تفاوت معنی‌داری برای وزن جفت‌ها مشاهده نگردید. الگوی وزن جنین‌ها با الگوی بیان ژن ایمپرینت H19 در دو مرحله بلاستوسیست و 5/9 روزگی هم‌خوانی دارد. از آنجایی که ژن‌های ایمپرینت‌شده با بیان مادری باعث کاهش وزن می‌گردند، به‌نظر می‌رسد افزایش چند برابری بیان ژن H19 در گروه سوپراووله دلیل احتمالی کاهش وزن جنین‌های این گروه باشد. دیگر دلیل احتمالی این اتفاق را می‌توان به حجم محدود رحم و تعداد بالای جنین ناشی از سوپراوولاسیون مرتبط دانست. بیان سه ژن از پنج ژن‌ ایمپرینت‌شده در جنین‌های گروه سوپراووله به‌طور معنی‌داری بالاتر از دیگر گروه‌ها بود (05/0 P ). به‌نظر می‌رسد تزریق اگزوژنوسی هورمون‌ها می‌تواند باعث تغییر محیط اویداکت و رحم گردد و اثر منفی بر وضعیت ژن‌های ایمپرینت‌شده داشته باشد. در آزمایش سوم اثر ناک‌داون کردن ژن DPPA3 در مرحله جرمینال وزیکولی اووسیت گاوی بر وضعیت متیلاسیون DNA بررسی گردید. در سطح اپی‌ژنتیکی DPPA3 مانع اکسیداسیون 5mC به 5hmC می‌گردد و در شکل‌گیری غیرمتقارن کروماتین والدینی نقش دارد. ناک داون کردن DPPA3 در اووسیت‌های گاوی منجر به افزایش سطح 5hmC در پیش هسته مادری و ایجاد الگوی متقارن بین پیش هسته‌های والدینی ‌گردید. همچنین توان تکوین اووسیت‌های این گروه به‌طور معنی‌داری پایین‌تر از گروه‌های شاهد بود (05/0 P ). این نتایج نشان می‌دهد که DPPA3 نقش مهمی را در جلوگیری از اکسیداسیون 5mC به 5hmC در پیش هسته مادری گاو و توان تکوین رویان ایفا می‌کند. واژه‌های کلیدی: اپی‌ژنتیک، متیلاسیون DNA، سوپراوولاسیون، انجماد شیشه‌ای، ایمپرینت‌شده، DPPA3، ناک‌داون

ارتقاء امنیت وب با وف بومی