The efficiency of somatic cell nuclear transfer has been improved slightly with the use of Demecolcine as a chemical enucleant. While the reasons for this improved efficiency remain unclear, it has been hypothesized that the Demecolcine assisted enucleation procedure is less exigent to vital cell processes within the oocyte including the Anaphase-Promoting Complex (APC) dependent ubiquitination of proteins. In order to test the effect of Demecolcine on the APC, the spatial localizations of Apc11, the catalytic core of the complex, and Cdc20, a main activator of the complex, were studied in developing mouse oocytes. In control oocytes, a high concentration of Apc11 protein was observed surrounding the meiotic spindle, but this perispindular localization was not observed in oocytes treated with Demecolcine. Similarly, oocytes stained for Cdc20 also demonstrated cytoplasmic localization in control oocytes with a variation consistent with previous studies in total protein at different stages of development. However, in oocytes treated with Demecolcine, this developmental variation was not observed. These data suggest that since both Apc11 and Cdc20 localization are affected by an incubation in Demecolcine, the activity of the APC would also be affected. In order to test this theory, Rec8, a meiotic specific member of the cohesion complex, was localized in developing mouse embryos. Since the destruction of Rec8 is a downstream consequence of the ubiquitination pathway, Rec8 localization serves as an indirect indicator of APC activity. The data indicate Rec8 localization was only subtly influenced by Demecolcine, thus the magnitude of the drug's effect APC activity remains unclear.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-26Bitstream added on 2014-06-13T18:46:31Z : No. of bitstreams: 1 saraiva_nz_dr_jabo.pdf: 2226785 bytes, checksum: ed58cf70cd41ad428b58b7a952966bd3 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Uma das etapas mais críticas do procedimento de transferência nuclear (TN) é a remoção da cromatina do oócito para a produção de citoplastos. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de diferentes ambientes citoplasmáticos obtidos a partir de três técnicas de enucleação (convencional, assistida quimicamente e induzida quimicamente) sobre o remodelamento nuclear e desenvolvimento embrionário, avaliando-se o perfil de expressão dos genes XIST, G6PD e HSPA1A em embriões bovinos. Para isso, quatro experimentos foram delineados. No primeiro experimento, verificou-se que o processo de enucleação pode ser iniciado a partir de 1,0 h de tratamento com demecolcina nas duas técnicas de enucleação química. A dinâmica nuclear e de microtúbulos de oócitos ativados tratados com demecolcina foi avaliada em um segundo experimento, e oócitos tratados apresentaram redução da densidade dos microtúbulos, porém, essas estruturas não desapareceram completamente na maioria dos oócitos. No experimento III, a demecolcina não apresentou efeitos significativos na atividade do fator promotor de maturação (MPF) e da proteína cinase ativada por mitógeno (MAPK) quando utilizada na concentração 0,05μg/mL. No último experimento, a demecolcina não prejudicou o desenvolvimento embrionário e também não alterou o perfil de expressão dos genes XIST, G6PD e HSPA1A em embriões reconstituídos com células embrionárias; porém, quando foram avaliados os níveis de transcritos desses genes em embriões reconstituídos com células somáticas, observou-se maior expressão relativa do XIST e do G6PD em embriões oriundos da técnica de enucleação assistida quimicamente em comparação aos embriões produzidos pela técnica convencional. Portanto, conclui-se que a enucleação química não altera a reprogramação nuclear nem... / Removal of the oocyte chromatin for production of cytoplasts is one of the most critical steps of the standard nuclear transfer (NT) procedure. The aim of this work was to study the effect of different cytoplasmic environments from three enucleation techniques (conventional, chemical-assisted, and chemical-induced enucleation) on nuclear reprogramming and embryonic development, evaluating the expression patterns of XIST, G6PD and HSPA1A genes in bovine embryos. Therefore, four experiments were designed. In the first experiment, it was verified that the enucleation procedure can be initiated 1.0 h after starting demecolcine treatment on both chemical enucleation techniques. The nuclear and microtubular dynamics of activated oocytes treated with demecolcine were evaluated in a second experiment, and treated oocytes showed decreased microtubule density, but these structures did not completely disappear in most oocytes. In experiment III, demecolcine at a concentration of 0.05μg/mL had no significant effect on maturation promoting factor (MPF) and mitogen activated protein kinase (MAPK) activity. In the last experiment, demecolcine had no detrimental effects on embryonic development. Also, the expression patterns of XIST, G6PD and HSPA1A were not altered in reconstituted embryos derived from embryonic donor cells; however, evaluation of transcript levels of these genes in embryos reconstituted using somatic donor cells revealed higher relative expression of XIST and G6PD in embryos derived from chemicalassisted enucleation in comparison to embryos those produced by the conventional technique. In conclusion, chemical enucleation has no effect on nuclear reprogramming and embryonic development after nuclear transfer using embryonic donor cells. Also, chemical-assisted enucleation increases XIST and G6PD expression in nuclear transfer embryos... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-02-20Bitstream added on 2014-06-13T18:58:52Z : No. of bitstreams: 1 saraiva_nz_me_jabo.pdf: 431247 bytes, checksum: a83cbb84b25e1b75bfb892f8bc6cc5d0 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo desse estudo foi avaliar a ação da demecolcina na composição de microtúbulos, maturação e desenvolvimento in vitro de oócitos bovinos, submetidos ao tratamento em metáfase I (MI) e metáfase II (MII). No experimento I, observamos que a concentração 0,05æg/mL foi a mais eficaz na indução de enucleação no grupo MI (15,2%) e na formação de protrusão no grupo MII (55,1%). No experimento II, verificamos manifestações da demecolcina em apenas 0,5 h de tratamento, pelo aumento significativo de categorias de oócitos sem microtúbulos. Houve nova polimerização dessas estruturas, quando oócitos expostos à droga em MII, foram cultivados em meio livre desse agente. No experimento III, evidenciamos influência negativa da demecolcina na maturação nuclear de oócitos tratados em MI, durante 12 horas (4,9% de oócitos em MII) e um diferente comportamento quanto à distribuição de grânulos corticais (GC); enquanto no grupo MI houve tendência à antecipação na migração de GC para a periferia, após 2 horas de exposição à droga, no grupo MII, observou-se nesse momento, ação prejudicial da mesma. Ainda, verificamos incompleta expansão das células do cumulus em oócitos expostos à demecolcina por 12 horas. No experimento IV, obtivemos alta eficácia da técnica de enucleação (90,6%) e grande variação quanto ao desenvolvimento até o estádio de blastocisto (12,5 a 47%), não verificando-se ação prejudicial da droga no desenvolvimento embrionário. / The aim of this study was to evaluate demecolcine action on microtubules composition, maturation and in vitro development of bovine oocytes, submitted to the treatment in metaphase I (MI) and metaphase II (MII). In the experiment I, we observed that 0.05æg/mL was the most efficient concentration to induce the enucleation in group MI (15.2%) and protrusion formation in group MII (55.1%). In experiment II, we verified demecolcine manifestations already after 0.5 hour of treatment, supported by the significant increase of categories of oocytes without microtubules. There was new polymerization of these structures when oocytes exposed to the drug in MII were cultured in agent-free medium. In experiment III, we evidenced negative influence of demecolcine on nuclear maturation of oocytes treated on MI for 12 hours (4.9% of oocytes in MII) and a different behavior for cortical granules (CG) distribution; while in MI group there was a tendency for the anticipation of CG migration to periphery, after 2 hours of drug exposition, in the MIII group, was observed a harmful effect of the drug. Moreover, we verified incomplete expansion of cumulus cells in oocytes exposed to demecolcine for 12 hours. In experiment IV, we got high effectiveness of enucleation technique (90.6%) and wide variation for development to the blastocyst stage (12.5 to 47%), and no harmful effects of the drug on embryonic development were observed.

Resumo: Uma das etapas mais críticas do procedimento de transferência nuclear (TN) é a remoção da cromatina do oócito para a produção de citoplastos. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de diferentes ambientes citoplasmáticos obtidos a partir de três técnicas de enucleação (convencional, assistida quimicamente e induzida quimicamente) sobre o remodelamento nuclear e desenvolvimento embrionário, avaliando-se o perfil de expressão dos genes XIST, G6PD e HSPA1A em embriões bovinos. Para isso, quatro experimentos foram delineados. No primeiro experimento, verificou-se que o processo de enucleação pode ser iniciado a partir de 1,0 h de tratamento com demecolcina nas duas técnicas de enucleação química. A dinâmica nuclear e de microtúbulos de oócitos ativados tratados com demecolcina foi avaliada em um segundo experimento, e oócitos tratados apresentaram redução da densidade dos microtúbulos, porém, essas estruturas não desapareceram completamente na maioria dos oócitos. No experimento III, a demecolcina não apresentou efeitos significativos na atividade do fator promotor de maturação (MPF) e da proteína cinase ativada por mitógeno (MAPK) quando utilizada na concentração 0,05μg/mL. No último experimento, a demecolcina não prejudicou o desenvolvimento embrionário e também não alterou o perfil de expressão dos genes XIST, G6PD e HSPA1A em embriões reconstituídos com células embrionárias; porém, quando foram avaliados os níveis de transcritos desses genes em embriões reconstituídos com células somáticas, observou-se maior expressão relativa do XIST e do G6PD em embriões oriundos da técnica de enucleação assistida quimicamente em comparação aos embriões produzidos pela técnica convencional. Portanto, conclui-se que a enucleação química não altera a reprogramação nuclear nem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Removal of the oocyte chromatin for production of cytoplasts is one of the most critical steps of the standard nuclear transfer (NT) procedure. The aim of this work was to study the effect of different cytoplasmic environments from three enucleation techniques (conventional, chemical-assisted, and chemical-induced enucleation) on nuclear reprogramming and embryonic development, evaluating the expression patterns of XIST, G6PD and HSPA1A genes in bovine embryos. Therefore, four experiments were designed. In the first experiment, it was verified that the enucleation procedure can be initiated 1.0 h after starting demecolcine treatment on both chemical enucleation techniques. The nuclear and microtubular dynamics of activated oocytes treated with demecolcine were evaluated in a second experiment, and treated oocytes showed decreased microtubule density, but these structures did not completely disappear in most oocytes. In experiment III, demecolcine at a concentration of 0.05μg/mL had no significant effect on maturation promoting factor (MPF) and mitogen activated protein kinase (MAPK) activity. In the last experiment, demecolcine had no detrimental effects on embryonic development. Also, the expression patterns of XIST, G6PD and HSPA1A were not altered in reconstituted embryos derived from embryonic donor cells; however, evaluation of transcript levels of these genes in embryos reconstituted using somatic donor cells revealed higher relative expression of XIST and G6PD in embryos derived from chemicalassisted enucleation in comparison to embryos those produced by the conventional technique. In conclusion, chemical enucleation has no effect on nuclear reprogramming and embryonic development after nuclear transfer using embryonic donor cells. Also, chemical-assisted enucleation increases XIST and G6PD expression in nuclear transfer embryos... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Joaquim Mansano Garcia / Coorientadora: Simone Cristina Méo Niciura / Banca: Cláudia Lima Verde Leal / Banca: César Roberto Esper / Banca: Fernanda da Cruz Landim Alvarenga / Banca: Paulo Henrique Franceschini / Doutor

Orientador: Joaquim Mansano Garcia / Banca: Vera Fernanda Martins Hossepian de Lima / Banca: Claudia Lima Verde Leal / Resumo: O objetivo desse estudo foi avaliar a ação da demecolcina na composição de microtúbulos, maturação e desenvolvimento in vitro de oócitos bovinos, submetidos ao tratamento em metáfase I (MI) e metáfase II (MII). No experimento I, observamos que a concentração 0,05æg/mL foi a mais eficaz na indução de enucleação no grupo MI (15,2%) e na formação de protrusão no grupo MII (55,1%). No experimento II, verificamos manifestações da demecolcina em apenas 0,5 h de tratamento, pelo aumento significativo de categorias de oócitos sem microtúbulos. Houve nova polimerização dessas estruturas, quando oócitos expostos à droga em MII, foram cultivados em meio livre desse agente. No experimento III, evidenciamos influência negativa da demecolcina na maturação nuclear de oócitos tratados em MI, durante 12 horas (4,9% de oócitos em MII) e um diferente comportamento quanto à distribuição de grânulos corticais (GC); enquanto no grupo MI houve tendência à antecipação na migração de GC para a periferia, após 2 horas de exposição à droga, no grupo MII, observou-se nesse momento, ação prejudicial da mesma. Ainda, verificamos incompleta expansão das células do cumulus em oócitos expostos à demecolcina por 12 horas. No experimento IV, obtivemos alta eficácia da técnica de enucleação (90,6%) e grande variação quanto ao desenvolvimento até o estádio de blastocisto (12,5 a 47%), não verificando-se ação prejudicial da droga no desenvolvimento embrionário. / Abstract: The aim of this study was to evaluate demecolcine action on microtubules composition, maturation and in vitro development of bovine oocytes, submitted to the treatment in metaphase I (MI) and metaphase II (MII). In the experiment I, we observed that 0.05æg/mL was the most efficient concentration to induce the enucleation in group MI (15.2%) and protrusion formation in group MII (55.1%). In experiment II, we verified demecolcine manifestations already after 0.5 hour of treatment, supported by the significant increase of categories of oocytes without microtubules. There was new polymerization of these structures when oocytes exposed to the drug in MII were cultured in agent-free medium. In experiment III, we evidenced negative influence of demecolcine on nuclear maturation of oocytes treated on MI for 12 hours (4.9% of oocytes in MII) and a different behavior for cortical granules (CG) distribution; while in MI group there was a tendency for the anticipation of CG migration to periphery, after 2 hours of drug exposition, in the MIII group, was observed a harmful effect of the drug. Moreover, we verified incomplete expansion of cumulus cells in oocytes exposed to demecolcine for 12 hours. In experiment IV, we got high effectiveness of enucleation technique (90.6%) and wide variation for development to the blastocyst stage (12.5 to 47%), and no harmful effects of the drug on embryonic development were observed. / Mestre