[ca] La maduració meiòtica és un procés altament regulat, clau per produir oòcits competents i, en conseqüència, un correcte desenvolupament embrionari després de la fecundació. S'han realitzat diversos estudis per entendre els mecanismes biològics que impulsen la maduració dels oòcits, amb un fort interès pel transcriptoma i el metabolisme mitocondrial. No obstant això, el paper exacte d'aquests elements durant la maduració dels oòcits i el seu vincle amb una progressió reeixida de la meiosi encara és incert. Aquesta tesi tenia com a objectiu, en primer lloc, entendre el paper de la remodelació del transcriptoma i el metabolisme mitocondrial durant la maduració meiòtica final dels oòcits humans i després, aclarir l'efecte de l'envelliment en aquests mecanismes. En el primer estudi, l'objectiu va ser dilucidar el transcriptoma dels oòcits sotmesos a la maduració meiòtica final mitjançant la -single cell RNA sequencing-. L'avaluació dels oòcits de dones joves va revelar una remodelació abundant del transcriptoma, tant en l'expressió gènica global com en el processament específic de l'mRNA, necessària per a la progressió de la meiosi. Curiosament, vam trobar perfils similars entre oòcits madurats in vitro i in vivo, i vam revelar que els oòcits en estadi de vesícula germinal (GV) que no van madurar in vitro tenien un perfil transcripcional similar al dels oòcits GV en el moment de la seva recuperació. En el segon estudi, es va voler definir un model animal per estudiar la disminució de la qualitat dels oòcits associada a l'envelliment. Vam identificar, mitjançant la -single cell RNA sequencing-, el fracàs de remodelar el transcriptoma com una possible causa de la deterioració de la qualitat dels oòcits en un model boví d'insuficiència ovàrica prematura. En l'estudi final, ens vam centrar en la identificació de la dinàmica mitocondrial al llarg de la maduració meiòtica dels oòcits i en els canvis induïts per l'envelliment. Vam trobar que els mitocondris es trobaven distribuïts per tot el citoplasma, però que els mitocondris actius es localitzaven específicament a la zona subcortical de l'oòcit. A més, vam observar una reorganització dinàmica dels mitocondris durant la maduració. Aquestes distribucions es van confirmar amb diverses tècniques, tant indirectes, com la immunofluorescència, com directes, com la tinció amb colorants vitals o la imatge en viu no invasiva. Vam observar que els oòcits en maduració necessiten un augment del metabolisme mitocondrial per arribar a la metafase II i que els oòcits de dones joves tenen un perfil metabòlic similar durant la maduració, mentre que els oòcits de les dones d'edat materna avançada (AMA) presenten oscil·lacions metabòliques més altes. La comparació entre oòcits joves i AMA va identificar una menor activitat mitocondrial i un metabolisme mitocondrial més baix en els oòcits AMA, concordant amb una capacitat reduïda d'aquests oòcits per assolir amb èxit la maduració meiòtica in vitro, en comparació amb els oòcits de dones joves. Finalment, un experiment de pèrdua de funció en oòcits joves amb un inhibidor mitocondrial va relacionar un metabolisme mitocondrial deficient amb la disminució de la capacitat de madurar, cosa que suggereix un paper clau del rang correcte del metabolisme al llarg de la meiosi. En resum, la present tesi ha analitzat la remodelació del transcriptoma i el metabolisme mitocondrial durant la maduració meiòtica dels oòcits humans i ha dilucidat els canvis en aquests elements que poden afectar la qualitat dels oòcits, la progressió meiòtica i, en definitiva, la competència dels oòcits.

[en] Meiotic maturation is a highly regulated process, key to produce competent oocytes and, consequently, successful embryo development after fertilization. Several studies have been conducted to understand the biological mechanisms driving oocyte maturation, with a strong interest for the transcriptome and mitochondrial metabolism. However, the exact role of these elements during oocyte maturation and their link with a successful meiosis progression still remains elusive. This thesis was aimed, first, at understanding the role of transcriptome remodelling and mitochondrial metabolism during final meiotic maturation of human oocytes and then, to clarify the effect of aging on these mechanisms. In the first study, we aimed at elucidating the transcriptome of oocytes undergoing final meiotic maturation using single cell RNA-sequencing. The evaluation of oocytes from young women revealed abundant transcriptome remodelling, both in global gene expression and in specific mRNA processing, needed for meiosis progression. Interestingly, we found similar profiles between in vitro and in vivo matured oocytes, and we revealed that germinal vesicle (GV) oocytes that failed to mature in vitro had a similar transcriptional profile to GV oocytes at retrieval. In the second study, we aimed at defining an animal model to study the decrease in oocyte quality associate with aging. We identified, by single cell RNA-sequencing, the failure to remodel the transcriptome as a possible cause of oocyte quality decay in a cow model of premature ovarian insufficiency. In the final study, we focused on the identification of mitochondrial dynamics through oocyte&#8217;s meiotic maturation and on changes induced by aging. We found mitochondria were distributed throughout the whole cytoplasm, but that active mitochondria specifically localized to the subcortical area of the oocyte. Moreover, we observed a dynamic reorganization of mitochondria through maturation. These distributions were confirmed with several techniques, both indirect, as immunofluorescence, and direct ones, as live dyes staining or non-invasive live imaging. We found that maturing oocytes need an increase in mitochondrial metabolism to reach the metaphase II stage and that oocytes from young women have a similar metabolic profile during maturation, while oocytes from advanced maternal age (AMA) women present higher metabolic oscillations. The comparison between young and AMA oocytes identified lower mitochondrial activity and lower mitochondrial metabolism in AMA oocytes, concordant with a reduced ability of these oocytes to successfully accomplish meiotic maturation in vitro, compared to the young ones. Finally, a loss of function experiment in young oocytes with a mitochondrial inhibitor linked a poor mitochondrial metabolism with the decreased ability to mature, suggesting a key role of the correct range of metabolism through meiosis. Overall, the present thesis has dissected transcriptome remodelling and mitochondrial metabolism during meiotic maturation of human oocytes, and elucidated the changes on these elements that can affect oocyte quality, meiotic progression and, ultimately, oocyte competence.