Reorganization of the flagellum scaffolding induces a sperm standstill during fertilization
Por:
Jabloñski M., Luque G.M., Gomez Elias M., Sanchez Cardenas C., Xu X., de La Vega Beltran J.L., Corkidi G., Linares A., Abonza V., Arenas-Hernandez A., Ramos-Godinez M.D.P., López-Saavedra A., Krapf D., Darszon A., Guerrero A., Buffone M.G.
Publicada:
1 ene 2024
Resumen:
Mammalian sperm delve into the female reproductive tract to fertilize the female gamete. The available information about how sperm regulate their motility during the final journey to the fertilization site is extremely limited. In this work, we investigated the structural and functional changes in the sperm flagellum after acrosomal exocytosis (AE) and during the interaction with the eggs. The evidence demonstrates that the double helix actin network surrounding the mitochondrial sheath of the midpiece undergoes structural changes prior to the motility cessation. This structural modification is accompanied by a decrease in diameter of the midpiece and is driven by intracellular calcium changes that occur concomitant with a reorganization of the actin helicoidal cortex. Midpiece contraction occurs in a subset of cells that undergo AE, and live-cell imaging during in vitro fertilization showed that the midpiece contraction is required for motility cessation after fusion is initiated. These findings provide the first evidence of the F-actin network's role in regulating sperm motility, adapting its function to meet specific cellular requirements during fertilization, and highlighting the broader significance of understanding sperm motility. © 2024, Jabloñski et al.
Filiaciones:
Jabloñski M.:
Instituto de Biología y Medicina Experimental, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (IBYME-CONICET), Buenos Aires, Argentina
Luque G.M.:
Instituto de Biología y Medicina Experimental, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (IBYME-CONICET), Buenos Aires, Argentina
Gomez Elias M.:
Instituto de Biología y Medicina Experimental, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (IBYME-CONICET), Buenos Aires, Argentina
Sanchez Cardenas C.:
Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Xu X.:
Department of Electrical and Computer Engineering and School of Biomedical Engineering, Colorado State University, Fort Collins, United States
de La Vega Beltran J.L.:
Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Corkidi G.:
Laboratorio de Imágenes y Visión por Computadora, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Linares A.:
Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Laboratorio Nacional de Microscopía Avanzada, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Abonza V.:
Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Laboratorio Nacional de Microscopía Avanzada, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Arenas-Hernandez A.:
Departamento de Microscopía Electrónica, Instituto Nacional de Cancerología, Mexico
Ramos-Godinez M.D.P.:
Unidad de Aplicaciones Avanzadas en Microscopía, Instituto Nacional de Cancerología Unidad de Investigación Biomédica en Cáncer, Mexico
López-Saavedra A.:
Unidad de Aplicaciones Avanzadas en Microscopía, Instituto Nacional de Cancerología Unidad de Investigación Biomédica en Cáncer, Mexico
Tecnologico de Monterrey, Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud, Mexico City, Mexico
Krapf D.:
Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Rosario (UNR), Rosario, Argentina
Darszon A.:
Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Guerrero A.:
Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Laboratorio Nacional de Microscopía Avanzada, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelos, Mexico
Buffone M.G.:
Instituto de Biología y Medicina Experimental, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (IBYME-CONICET), Buenos Aires, Argentina
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