Testing the expression of proteins associated with copper metabolism in epidydimc cells at male mice with mutation in Atp7b gene

Miedź jest mikroelementem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania organizmów żywych. Bierze udział w kluczowych procesach metabolicznych zachodzących w organizmie takich jak oddychanie komórkowe, usuwanie wolnych rodników czy też metabolizm żelaza. Poza tym, pierwiastek ten jest także niezbędny dla prawidłowego przebiegu spermatogenezy. Niedobór miedzi może skutkować spadkiem lub brakiem aktywności enzymów miedziozależnych w organizmie, a tym samym prowadzić do wystąpienia objawów chorobowych a nawet do śmierci. Jednak nadmiar tego pierwiastka też jest bardzo szkodliwy, gdyż jony miedzi są bardzo reaktywne, a w stanie wolnym mogą generować powstawanie wolnych rodników, które uszkadzają strukturę białek, DNA i lipidów. Z tego powodu organizmy wytworzyły precyzyjne mechanizmy regulujące homeostazę tego pierwiastka.W poniższej pracy badano ekspresję dwóch białek: CTR1 oraz ceruloplazminy, które biorą udział w prawidłowym utrzymaniu metabolizmu miedzi w najądrzu. Analizy przeprowadzono w organach pochodzących od 6-miesięcznych samców myszy z mutacją w genie Atp7b (tx-J), a jako kontroli używano samców o genotypie dzikim. Barwienie immunofluorescencyjne wykazało różnice między osobnikami dzikimi a mutantami tx-J w ekspresji i wewnątrzkomórkowej lokalizacji wyżej wymienionych białek. U osobników dzikich sygnał immunopozytywny był silny zarówno w przypadku białka CTR1 jak i ceruloplazminy. U myszy z mutacją w genie Atp7b ekspresja białek była znacznie obniżona. Ponadto białko CTR1 u mutantów w komórkach głównych wykazywało ekspresję wewnątrzkomórkową w postaci pęcherzyków, co może świadczyć o zbyt wysokim poziomie miedzi wewnątrz komórki. Jednocześnie, u myszy o genotypie dzikim białko CTR1 zlokalizowane było w błonie komórkowej.

Copper is a micronutrient essential for living organisms because this active biometal plays a key role in basic metabolic processes such as cellular respiration, free radicals detoxification and iron metabolism regulation in cells. Moreover, this element is also necessary for the regular process of spermatogenesis. Copper deficiency may result in a decrease or lack of activity of copper-dependent enzymes in an organism, and thus lead to disease symptoms or even death. However, the excessive amount of this element is also harmful - copper ions are very reactive and in the free state they can generate free radicals, which damage the structure of proteins, DNA and lipids. That is why organisms have developed precise mechanisms regulating the copper homeostasis.In this study I investigated the expression of two proteins: CTR1 and ceruloplasmin, which are involved in the maintenance of copper metabolism in the epididymis. Experiments were performed on 6-month-old male mice with a mutation in the Atp7b gene (tx-J mutants) and wildtype males were used as a control group. Immunofluorescence staining showed differences between wildtype and tx-J mutants in expression and intracellular localization of the above-mentioned proteins. In wild-type animals, the immunopositive signal was strong for both the CTR1 and ceruloplasmin proteins. In mice with a mutation in the Atp7b gene, protein expression of both CTR1 and ceruloplasmin was reduced. Moreover, the CTR1 protein in mutants in the principal cells showed intracellular expression in the form of vesicles, which may indicate for increased copper concentration inside the cell. Meanwhile, in wild-type mice, the CTR1 protein was localized in the plasma membrane.