Published September 30, 2014 | Version v1
Publication Open

Expression Profile of Genes as Indicators of Developmental Competence and Quality of In Vitro Fertilization and Somatic Cell Nuclear Transfer Bovine Embryos

Creators

  • 1. National University of General San Martín
  • 2. National Agricultural Technology Institute

Description

Reproductive biotechnologies such as in vitro fertilization (IVF) and somatic cell nuclear transfer (SCNT) enable improved reproductive efficiency of animals. However, the birth rate of in vitro-derived embryos still lags behind that of their in vivo counterparts. Thus, it is critical to develop an accurate evaluation and prediction system of embryo competence, both for commercial purposes and for scientific research. Previous works have demonstrated that in vitro culture systems induce alterations in the relative abundance (RA) of diverse transcripts and thus compromise embryo quality. The aim of this work was to analyze the RA of a set of genes involved in cellular stress (heat shock protein 70-kDa, HSP70), endoplasmic reticulum (ER) stress (immunoglobulin heavy chain binding protein, Bip; proteasome subunit β5, PSMB5) and apoptosis (BCL-2 associated X protein, Bax; cysteine aspartate protease-3, Caspase-3) in bovine blastocysts produced by IVF or SCNT and compare it with that of their in vivo counterparts. Poly (A) + mRNA was isolated from three pools of 10 blastocysts per treatment and analyzed by real-time RT-PCR. The RA of three of the stress indicators analyzed (Bax, PSMB5 and Bip) was significantly increased in SCNT embryos as compared with that of in vivo-derived blastocysts. No significant differences were found in the RA of HSP70 and Caspase-3 gene transcripts. This study could potentially complement morphological analyses in the development of an effective and accurate technique for the diagnosis of embryo quality, ultimately aiding to improve the efficiency of assisted reproductive techniques (ART).

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تتيح التقنيات الحيوية الإنجابية مثل الإخصاب في المختبر (IVF) ونقل الخلايا النووية الجسدية (SCNT) تحسين الكفاءة الإنجابية للحيوانات. ومع ذلك، لا يزال معدل ولادة الأجنة المشتقة في المختبر متخلفًا عن نظيراتها في الجسم الحي. وبالتالي، من الأهمية بمكان تطوير نظام تقييم وتنبؤ دقيق لكفاءة الأجنة، سواء للأغراض التجارية أو للبحث العلمي. أظهرت الأعمال السابقة أن أنظمة الاستزراع في المختبر تحفز التغييرات في الوفرة النسبية (RA) للنصوص المتنوعة وبالتالي تقوض جودة الجنين. كان الهدف من هذا العمل هو تحليل التهاب المفاصل الروماتويدي لمجموعة من الجينات المشاركة في الإجهاد الخلوي (بروتين الصدمة الحرارية 70 - kDa، Hsp70)، وإجهاد الشبكة الإندوبلازمية (ER) (بروتين ربط السلسلة الثقيلة للغلوبولين المناعي، Bip ؛ الوحدة الفرعية البروتيازومية β 5، PSMB5) والاستماتة (بروتين X المرتبط بـ Bcl -2، Bax ؛ بروتياز أسبارتات السيستين -3، Caspase -3) في الكيسات الأريمية البقرية التي تنتجها IVF أو SCNT ومقارنتها مع نظيراتها في الجسم الحي. تم عزل Poly (A) + mRNA من ثلاث برك من 10 أكياس أرومية لكل علاج وتم تحليلها بواسطة RT - PCR في الوقت الفعلي. زاد التهاب المفاصل الروماتويدي لثلاثة من مؤشرات الإجهاد التي تم تحليلها (Bax و PSMB5 و Bip) بشكل كبير في أجنة SCNT مقارنة بأجنة الكيسات الأريمية المشتقة من الجسم الحي. لم يتم العثور على اختلافات كبيرة في التهاب المفاصل الروماتويدي لنصوص الجينات Hsp70 و Caspase -3. يمكن لهذه الدراسة أن تكمل التحليلات المورفولوجية في تطوير تقنية فعالة ودقيقة لتشخيص جودة الجنين، مما يساعد في نهاية المطاف على تحسين كفاءة التقنيات الإنجابية المساعدة (ART).

Translated Description (French)

Les biotechnologies de la reproduction telles que la fécondation in vitro (FIV) et le transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT) permettent d'améliorer l'efficacité reproductive des animaux. Cependant, le taux de natalité des embryons dérivés in vitro est encore en retard par rapport à celui de leurs homologues in vivo. Ainsi, il est essentiel de développer un système précis d'évaluation et de prédiction de la compétence embryonnaire, à la fois à des fins commerciales et pour la recherche scientifique. Des travaux antérieurs ont démontré que les systèmes de culture in vitro induisent des altérations de l'abondance relative (AR) de divers transcrits et compromettent ainsi la qualité de l'embryon. L'objectif de ce travail était d'analyser la PR d'un ensemble de gènes impliqués dans le stress cellulaire (protéine de choc thermique 70-kDa, HSP70), le stress du réticulum endoplasmique (ER) (protéine de liaison à la chaîne lourde de l'immunoglobuline, Bip ; sous-unité β5 du protéasome, PSMB5) et l'apoptose (protéine X associée à BCL-2, Bax ; cystéine aspartate protéase-3, Caspase-3) dans les blastocystes bovins produits par FIV ou SCNT et de la comparer avec celle de leurs homologues in vivo. L'ARNm poly (A) + a été isolé à partir de trois pools de 10 blastocystes par traitement et analysé par RT-PCR en temps réel. La PR de trois des indicateurs de stress analysés (Bax, PSMB5 et Bip) était significativement augmentée dans les embryons SCNT par rapport à celle des blastocystes d'origine vivo. Aucune différence significative n'a été observée dans la PR des transcrits des gènes HSP70 et Caspase-3. Cette étude pourrait potentiellement compléter les analyses morphologiques dans le développement d'une technique efficace et précise pour le diagnostic de la qualité de l'embryon, contribuant finalement à améliorer l'efficacité des techniques de procréation assistée (TAR).

Translated Description (Spanish)

Las biotecnologías reproductivas como la fertilización in vitro (FIV) y la transferencia nuclear de células somáticas (SCNT) permiten mejorar la eficiencia reproductiva de los animales. Sin embargo, la tasa de natalidad de los embriones derivados in vitro todavía está por detrás de la de sus contrapartes in vivo. Por lo tanto, es fundamental desarrollar un sistema preciso de evaluación y predicción de la competencia embrionaria, tanto para fines comerciales como para la investigación científica. Trabajos anteriores han demostrado que los sistemas de cultivo in vitro inducen alteraciones en la abundancia relativa (AR) de diversos transcritos y, por lo tanto, comprometen la calidad del embrión. El objetivo de este trabajo fue analizar la AR de un conjunto de genes implicados en el estrés celular (proteína de choque térmico 70-kDa, HSP70), el estrés del retículo endoplásmico (ER) (proteína de unión a la cadena pesada de inmunoglobulina, Bip; subunidad de proteasoma β5, PSMB5) y la apoptosis (proteína X asociada a BCL-2, Bax; cisteína aspartato proteasa-3, Caspasa-3) en blastocistos bovinos producidos por FIV o SCNT y compararlo con el de sus homólogos in vivo. Se aisló ARNm poli (A) + de tres grupos de 10 blastocistos por tratamiento y se analizó mediante RT-PCR en tiempo real. La AR de tres de los indicadores de estrés analizados (BAX, PSMB5 y Bip) aumentó significativamente en los embriones SCNT en comparación con la de los blastocistos derivados in vivo. No se encontraron diferencias significativas en la AR de los transcritos de los genes HSP70 y Caspasa-3. Este estudio podría complementar potencialmente los análisis morfológicos en el desarrollo de una técnica eficaz y precisa para el diagnóstico de la calidad embrionaria, ayudando en última instancia a mejorar la eficiencia de las técnicas de reproducción asistida (tra).

Files

journal.pone.0108139&type=printable.pdf

Files (643.3 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:77b5f5982c4312af8d39809879eef5e1
643.3 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التعبير عن الجينات كمؤشرات للكفاءة التنموية وجودة الإخصاب في المختبر ونقل الخلايا النووية الجسدية للأجنة البقرية
Translated title (French)
Profil d'expression des gènes en tant qu'indicateurs de la compétence développementale et de la qualité de la fécondation in vitro et du transfert nucléaire de cellules somatiques Embryons bovins
Translated title (Spanish)
Perfil de expresión de los genes como indicadores de la competencia del desarrollo y la calidad de la fertilización in vitro y la transferencia nuclear de células somáticas de embriones bovinos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2077664470
DOI
10.1371/journal.pone.0108139

Is supplement to
https://openalex.org/W2391551638 (Other)
https://openalex.org/W2350995250 (Other)
https://openalex.org/W2127011929 (Other)
https://openalex.org/W2100879241 (Other)
https://openalex.org/W2085950448 (Other)
https://openalex.org/W2027889297 (Other)
https://openalex.org/W2020427027 (Other)
https://openalex.org/W2009609926 (Other)
https://openalex.org/W1984926414 (Other)
https://openalex.org/W1981108165 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1976065095
  • https://openalex.org/W1981422762
  • https://openalex.org/W1989034912
  • https://openalex.org/W2010442389
  • https://openalex.org/W2028603831
  • https://openalex.org/W2031116548
  • https://openalex.org/W2031133277
  • https://openalex.org/W2034280649
  • https://openalex.org/W2039850708
  • https://openalex.org/W2040272587
  • https://openalex.org/W2045442084
  • https://openalex.org/W2048615520
  • https://openalex.org/W2057624329
  • https://openalex.org/W2059901120
  • https://openalex.org/W2073826591
  • https://openalex.org/W2089711878
  • https://openalex.org/W2095701213
  • https://openalex.org/W2103246764
  • https://openalex.org/W2104040825
  • https://openalex.org/W2109474718
  • https://openalex.org/W2119917116
  • https://openalex.org/W2123234943
  • https://openalex.org/W2132581099
  • https://openalex.org/W2138385857
  • https://openalex.org/W2138589405
  • https://openalex.org/W2138961762
  • https://openalex.org/W2139658711
  • https://openalex.org/W2141855774
  • https://openalex.org/W2142221613
  • https://openalex.org/W2144142672
  • https://openalex.org/W2144641040
  • https://openalex.org/W2145358683
  • https://openalex.org/W2148573587
  • https://openalex.org/W2150705960
  • https://openalex.org/W2159138961
  • https://openalex.org/W2160405451
  • https://openalex.org/W2169803662
  • https://openalex.org/W2175275481