Dinàmica de la motilitat, la fosforil·lació de proteïnes i l'activitat mitocondrial de l'espermatozoide porcí durant la capacitació i reacció acrosòmica

Abstract

L'objectiu principal d'aquesta tesi és contribuir a un millor coneixement dels mecanismes moleculars implicats en el correcte assoliment de la capacitació "in vitro" (IVC) i posterior reacció acrosòmica "in vitro" (IVAR) dels espermatozoides porcins. <br/>Amb aquesta finalitat es va estudiar, per una banda, l'evolució temporal de l'estructura subpoblacional en els espermatozoides porcins durant aquests processos i es va observar canvis espeífics en el percentatge de les diferents subpoblacions mòbils sense que es perdés l'estructura de 4 subpoblacions descrita en l'ejaculat porcí. <br/>Per altra banda, la IVC i la IVAR indueixen no sols canvis en la fosforil·lació dels residus tirosina de les proteïnes sinó que s'ha demostrat que la fosforil·lació en els residus serina i treonina també està relacionada amb la IVC i IVAR. Així, s'ha descrit, no tan sols l'aparició de fosforil·lació específica en determinades proteïnes, sinò també la inducció de canvis conformacionals en altres proteïnes i l'aparició de senyal de fosforil·lació en serina i treonina en l'acrosoma de l'espermatozoide relacionada amb IVC i IVAR. <br/>En tercer lloc, s'observà un augment de l'activitat mitocondrial durant la IVC i els primers minuts de IVAR. Nogensmenys, en aquest treball es descriu un patró concret d'activació mitocondrial, des de nuclis concrets situats majoritàriament a la part més perifèrica de la peça intermitja de l'espermatozoide cap a la part central d'aquesta. Tanmateix l'actina i la mitofusina2 són dos proteïnes que podrien jugar un paper important en la modulació de la funció mitocondrial en l'espermatozoide porcí.

The first and principal aim of this thesis is to improve our knowledgement in molecular mechanisms and control of "in vitro" capacitation (IVC) and further acrosome reaction (IVAR) in boar spermatozoa. We have studied the structural motile subpopulation, the protein phosphorylation in concrete in tyrosine, serine and threonine residues and finally the mitochondrial activity during IVC and IVAR.<br/>Our results suggest that capacitation-induced motility changes are related to specific changes in the percentage of each motile-sperm subpopulation in the ejaculate without losing the overall, specific four-subpopulation structure. In this way, the maintenance of a four-subpopulation structure seems to be important in the control of the whole ejaculate physiology.<br/>Moreover, this study indicates that the changes in protein phosphorylation associated with IVC and subsequent IVAR affected not only pTyr, but also pSer and pThre, and they comprise not only the appearance of specific phosphorylated proteins, like pTyr 32-kDa, pSer-75 kDa and pSer 80-kDa proteins, but also structural changes that induce changes in pI and displacements in the sperm location of the phosphorylated proteins, such as the appearence of specific IVC- and IVAR-linked pSer and pThre signals in the acrosome. <br/>Finally, it have been shown that the increase of boar sperm mitochondria activity during IVC and the first minutes of IVAR is instrumental to perform the sperm function changes associated with these processes. Furthermore, the increase in mitochondria activity is originated in concrete nucleation points at the midpiece. Finally, actin and mitofusin-2 play important roles in the modulation of boar sperm mitochondria function, both by originating changes in the protein membrane environment and by changes in the mitochondrial structure by itself.