A chromosome territory is composed of chromosomal subdomains. The internal structure of chromosomal subdomains provides a structural framework for many genomic activities such as replication and DNA repair, and thus is key to determining the basis of their mechanisms. However, the internal structure and regulating proteins of a chromosomal subdomain remains elusive. Previously, we showed that the chromosome territory expanded after BAF53 knockdown. Because the integrity of chromosomal subdomains is a deciding factor of the volume of a chromosome territory, we examined here the effect of BAF53 knockdown on chromosomal subdomains. We found that BAF53 knockdown led to the disintegration of histone H2B-GFP-visualized chromosomal subdomains and BrdU-labeled replication foci. In addition, the size of DNA loops measured by the maximum fluorescent halo technique increased and became irregular after BAF53 knockdown, indicating DNA loops were released from the residual nuclear structure. These data can be accounted for by the model that BAF53 is prerequisite for maintaining the structural integrity of chromosomal subdomains.
In this study, the effects of five extraction methods for raw and processed corns were compared with respect to the integrity, yields and quality of DNA extracted from them and the results were assessed by PCR analysis. From the comparison of five extraction methods, DNA integrity showed a similar pattern. Amounts of genomic DNA obtained from the five extraction methods varies from $0.25{\mu}g\;to\;234{\mu}g$ per 1 g sample. The DNA yield extracted with CTAB method and DNeasy Plant Maxi kit is greater than that obtained from other extraction methods. These results would be applicable for the selection of an adequate extraction method for specific samples.
The cryopreservation of sperm has become the subject of research for successful artificial insemination technologies. Antifreeze proteins (AFPs), one of the factors necessary for effective cryopreservation, are derived from certain Antarctic organisms. These proteins decrease the freezing point of water within these organisms to below the temperature of the surrounding seawater to protect the organism from cold shock. Accordingly, a recent study found that AFPs can increase the motility and viability of spermatozoa during cryopreservation. To evaluate this relationship, we performed cryopreservation of boar sperm with AFPs produced in the Arctic yeast Leucosporidium sp. AFP expression system at four concentrations (0, 0.01, 0.1, and $1{\mu}g/ml$) and evaluated motility using computer assisted sperm analysis. DNA damage to boar spermatozoa was measured by the comet assay, and sperm membrane integrity and acrosome integrity were evaluated by flow cytometry. The results showed that motility was positively affected by the addition of AFP at each concentration except $1{\mu}g/ml$ (p<0.001). Although cryopreservation with AFP decreased the viability of the boar sperm using, the tail DNA analyses showed that there was no significant difference between the control and the addition of 0.1 or $0.01{\mu}g/ml$ AFP. In addition, the percentage of live sperm with intact acrosomes showed the least significant difference between the control and $0.1{\mu}g/ml$ AFP (p<0.05), but increased with $1{\mu}g/ml$ AFP (p<0.001). Our results indicate that the addition of AFP during boar sperm cryopreservation can improve viability and acrosome integrity after thawing.
Kim, Woonsu;Park, Hyesun;Seo, Kang-Seok;Seo, Seongwon
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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v.31
no.1
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pp.3-12
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2018
Objective: DNA methylation plays a major role in regulating the expression of genes related to traits of economic interest (e.g., weight gain) in livestock animals. This study characterized and investigated the functional inferences of genome-wide DNA methylome in the loin (longissimus dorsi) muscle (LDM) of swine. Methods: A total of 8.99 Gb methylated DNA immunoprecipitation sequence data were obtained from LDM samples of eight Duroc pigs (four pairs of littermates). The reference pig genome was annotated with 78.5% of the raw reads. A total of 33,506 putative methylated regions (PMR) were identified from methylated regions that overlapped at least two samples. Results: Of these, only 3.1% were commonly observed in all eight samples. DNA methylation patterns between two littermates were as diverse as between unrelated individuals (p = 0.47), indicating that maternal genetic effects have little influence on the variation in DNA methylation of porcine LDM. The highest density of PMR was observed on chromosome 10. A major proportion (47.7%) of PMR was present in the repeat regions, followed by introns (21.5%). The highest conservation of PMR was found in CpG islands (12.1%). These results show an important role for DNA methylation in species- and tissue-specific regulation of gene expression. PMR were also significantly related to muscular cell development, cell-cell communication, cellular integrity and transport, and nutrient metabolism. Conclusion: This study indicated the biased distribution and functional role of DNA methylation in gene expression of porcine LDM. DNA methylation was related to cell development, cell-cell communication, cellular integrity and transport, and nutrient metabolism (e.g., insulin signaling pathways). Nutritional and environmental management may have a significant impact on the variation in DNA methylation of porcine LDM.
2-Deoxyribonolactone (dL) arises as a major DNA damage induced by a variety of agents, involving free radical attack and oxidation of C1'-deoxyribose in DNA. We investigated whether dL lesions can be repaired in mammalian cells and the mechanisms underlying the role of DNA polymerase $\beta$ in processing of dL lesions. Pol $\beta$ appeared to be trapped by dL residues, resulting in stable DNA-protein cross-links. However, repair DNA synthesis at site-specific dL sites occurred effectively in cell-free extracts, but predominantly accompanied by long-patch base excision repair (BER) pathway. Reconstitution of long-patch BER demonstrated that FEN1 was capable of removing the displaced flap DNA containing a 5'-dL residue. Cellular repair of dL lesions was largely dependent on the DNA polymerase activity of Pol $\beta$. Our observations reveal repair mechanisms of dL and define how mammalian cells prevent cytotoxic effects of oxidative DNA lesions that may threaten the genetic integrity of DNA.
Nguyen, Hiep Tuyet Thi;Dang, Hong Nhan Thi;Nguyen, Thai Thanh Thi;Nguyen, Trung Van;Dang, Thuan Cong;Nguyen, Quoc Huy Vu;Le, Minh Tam
Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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v.49
no.1
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pp.40-48
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2022
Objective: As the associations of sperm DNA fragmentation with morphology have not been examined in detail, this study aimed to investigate the relationship between abnormalities of morphological details and DNA integrity in human sperm. Methods: In this cross-sectional study, men from infertile couples were enrolled at Hue Center for Reproductive Endocrinology and Infertility, Vietnam. Conventional semen parameters, including morphological details, were analyzed following the World Health Organization 2010 criteria. Sperm DNA fragmentation was evaluated using a sperm chromatin dispersion assay. The relationships and correlations between semen parameters, sperm morphology, and the type of halosperm and the DNA fragmentation index (DFI) were analyzed. Results: Among 130 men in infertile couples, statistically significant differences were not found in the sperm halo type between the normal and abnormal sperm morphology groups. The percentage of round-head spermatozoa was higher in the DFI >15% group (16.98%±12.50%) than in the DFI ≤15% group (13.13% ±8.82%), higher values for amorphous heads were found in the DFI >15% group, and lower values for tapered heads were observed in the DFI ≤15% group; however, these differences were not statistically significant. Small-halo sperm and the DFI were positively correlated with round-head sperm (r=0.243, p=0.005 and r=0.197, p=0.025, respectively). Conclusion: The rate of general sperm morphological abnormalities in semen analysis was not related to sperm DNA integrity. However, round sperm heads were closely associated with sperm DNA fragmentation.
Mohammadzadeh, Masoomeh;Pourentezari, Majid;Zare-Zardini, Hadi;Nabi, Ali;Esmailabad, Saeed Ghasemi;Khodadadian, Ali;Talebi, Ali Reza
Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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v.48
no.1
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pp.34-42
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2021
Objective: Studies of the effects of estrogens on the male reproductive system have emphasized the role of these hormones in male fertility. Sesame oil has many phytoestrogenic compounds and may improve male fertility. This study investigated the effects of sesame oil and different concentrations of estrogen on sperm parameters and DNA integrity in male mice. Methods: Twenty old NMRI (The Naval Medical Research Institute) male mice (40 weeks; weight, 30-35 g) were treated with sesame oil or different concentrations of estrogen (estradiol, 1 and 10 μL/kg/day) or received no treatment (controls). After 35 days, sperm parameters and DNA integrity were assessed and analyzed. Results: Sperm count, progressive motility, and morphology were decreased in the group that received 10 μL/kg of estradiol. A remarkably lower percentage of DNA fragmentation and protamine deficiency were detected in the group that received 1 μL/kg of estradiol. In the groups that received sesame oil and 1 μL/kg of estradiol, the numbers of spermatogonia and Leydig cells were higher than in controls. The combination of sesame oil and 1 μL/kg of estradiol led to improved sperm parameters and chromatin and testicular structure. Conclusion: Based on this study, consumption of sesame oil and a low concentration of estradiol may improve testicular function in older mice.
Proceedings of the Korean Society of Toxicology Conference
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2001.05a
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pp.89-93
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2001
All that is presently known about the actions of 8-hydroxyguanine (8-oxoguanine; oh$^{8}$ Gua) in DNA is that it harms genetic integrity. This is even speculation based upon scattered in vitro experimental data such as the mismatch of oh$^{8}$ Gua with A in stead of C and the GC longrightarrow TA transversion observed in the DNA polymerase reaction using an oh$^{8}$ Gua containing oligonucleotide.(omitted)
Sperm chromatin integrity is essential for successful fertilization and development of an embryo. Reported here is a quantification of DNA fragments which is intimately associated with reproductive potential to provide one of criteria for sperm chromatin integrity. Three sperm populations were considered: CONTROL (no treatment), UV irradiation (48mW/$cm^2$, 1h) and $H_2O_2$ (oxidative stress induced by hydrogen peroxide, 10 mM, 50 mM and 100 mM). DNA fragments in boar sperm were evaluated by using ligation-mediated quantitative real-time polymerase chain reaction (LM-qPCR) assay, which relies on real-time qPCR to provide a measure of blunt 5' phosphorylated double strand breaks in genomic DNA. The results in agarose gel electrophoresis showed no significant DNA fragmentation and no dose-dependent response to $H_2O_2$. However, the remarkable difference in shape and position was observed in melting curve of LM-qPCR. This result supported that the melting curve analysis of LM-qPCR presented here, could be more sensitive and accurate than previous DNA fragmentation assay method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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