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Membrane hyperpolarization abolishes calcium oscillations that prevent induced acrosomal exocytosis in human sperm.
Balestrini, Paula A; Sanchez-Cardenas, Claudia; Luque, Guillermina M; Baro Graf, Carolina; Sierra, Jessica M; Hernández-Cruz, Arturo; Visconti, Pablo E; Krapf, Dario; Darszon, Alberto; Buffone, Mariano G.
Afiliación
  • Balestrini PA; Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
  • Sanchez-Cardenas C; Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Cuernavaca, México.
  • Luque GM; Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
  • Baro Graf C; Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) Ciudad Universitaria, Ciudad de México, México.
  • Sierra JM; Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
  • Hernández-Cruz A; Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) Ciudad Universitaria, Ciudad de México, México.
  • Visconti PE; Department of Veterinary and Animal Science, Paige Labs, University of Massachusetts, Amherst, MA, USA.
  • Krapf D; Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (CONICET-UNR), Rosario, Argentina.
  • Darszon A; Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Cuernavaca, México.
  • Buffone MG; Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
FASEB J ; 35(6): e21478, 2021 06.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-33991146
ABSTRACT
Sperm capacitation is essential to gain fertilizing capacity. During this process, a series of biochemical and physiological modifications occur that allow sperm to undergo acrosomal exocytosis (AE). At the molecular level, hyperpolarization of the sperm membrane potential (Em) takes place during capacitation. This study shows that human sperm incubated under conditions that do not support capacitation (NC) can become ready for an agonist stimulated AE by pharmacologically inducing Em hyperpolarization with Valinomycin or Amiloride. To investigate how Em hyperpolarization promotes human sperm's ability to undergo AE, live single-cell imaging experiments were performed to simultaneously monitor changes in [Ca2+ ]i and the occurrence of AE. Em hyperpolarization turned [Ca2+ ]i dynamics in NC sperm from spontaneously oscillating into a sustained slow [Ca2+ ]i increase. The addition of progesterone (P4) or K+ to Valinomycin-treated sperm promoted that a significant number of cells displayed a transitory rise in [Ca2+ ]i which then underwent AE. Altogether, our results demonstrate that Em hyperpolarization is necessary and sufficient to prepare human sperm for the AE. Furthermore, this Em change decreased Ca2+ oscillations that block the occurrence of AE, providing strong experimental evidence of the molecular mechanism that drives the acquisition of acrosomal responsiveness.
Asunto(s)
Palabras clave

Texto completo: 1 Bases de datos: MEDLINE Asunto principal: Capacitación Espermática / Espermatozoides / Señalización del Calcio / Reacción Acrosómica / Exocitosis / Potenciales de la Membrana Límite: Humans / Male Idioma: En Revista: FASEB J Asunto de la revista: BIOLOGIA / FISIOLOGIA Año: 2021 Tipo del documento: Article País de afiliación: Argentina

Texto completo: 1 Bases de datos: MEDLINE Asunto principal: Capacitación Espermática / Espermatozoides / Señalización del Calcio / Reacción Acrosómica / Exocitosis / Potenciales de la Membrana Límite: Humans / Male Idioma: En Revista: FASEB J Asunto de la revista: BIOLOGIA / FISIOLOGIA Año: 2021 Tipo del documento: Article País de afiliación: Argentina