Love is in the air: Sociality and pair bondedness influence sifaka reproductive signalling

© 2013 The Association for the Study of Animal Behaviour.Social complexity, often estimated by group size, is seen as driving the complexity of vocal signals, but its relation to olfactory signals, which arguably arose to function in nonsocial realms, remains underappreciated. That olfactory signals also may mediate within-group interaction, vary with social complexity and promote social cohesion underscores a potentially crucial link with sociality. To examine that link, we integrated chemical and behavioural analyses to ask whether olfactory signals facilitate reproductive coordination in a strepsirrhine primate, the Coquerel's sifaka, Propithecus coquereli. Belonging to a clade comprising primarily solitary, nocturnal species, the diurnal, group-living sifaka represents an interesting test case. Convergent with diurnal, group-living lemurids, sifakas expressed chemically rich scent signals, consistent with the social complexity hypothesis for communication. These signals minimally encoded the sex of the signaller and varied with female reproductive state. Likewise, sex and female fertility were reflected in within-group scent investigation, scent marking and overmarking. We further asked whether, within breeding pairs, the stability or quality of the pair's bond influences the composition of glandular signals and patterns of investigatory or scent-marking behaviour. Indeed, reproductively successful pairs tended to show greater similarity in their scent signals than did reproductively unsuccessful pairs, potentially through chemical convergence. Moreover, scent marking was temporally coordinated within breeding pairs and was influenced by past reproductive success. That olfactory signalling reflects social bondedness or reproductive history lends support to recent suggestions that the quality of relationships may be a more valuable proxy than group size for estimating social complexity. We suggest that olfactory signalling in sifakas is more complex than previously recognized and, as in other socially integrated species, can be a crucial mechanism for promoting group cohesion and maintaining social bonds. Thus, the evolution of sociality may well be reflected in the complexity of olfactory signalling.

Prokineticin ligands and receptors are expressed in the human fetal ovary and regulate germ cell expression of COX2

CONTEXT: Fetal ovarian development and primordial follicle formation underpin future female fertility. Prokineticin (PROK) ligands regulate cell survival, proliferation and angiogenesis in adult reproductive tissues including the ovary. However, their expression and function during fetal ovarian development remains unclear.

OBJECTIVE: To investigate expression and localization of the PROK ligands, receptors and their downstream transcriptional targets in the human fetal ovary.

SETTING: This study was conducted at the University of Edinburgh.

PARTICIPANTS: Ovaries were collected from 37 morphologically normal human fetuses.

DESIGN AND MAIN OUTCOME MEASURES: mRNA and protein expression of PROK ligands and receptors was determined in human fetal ovaries using qRT-PCR, immunoblotting and immunohistochemistry. Functional studies were performed using a human germ tumour cell line (TCam-2) stably transfected with PROKR1.

RESULTS: Expression of PROK1 and PROKR1 was significantly higher in mid-gestation ovaries (17-20 weeks) than at earlier gestations (8-11 and 14-16 weeks). PROK2 significantly increased across the gestations examined. PROKR2 expression remained unchanged. PROK ligand and receptor proteins were predominantly localised to germ cells (including oocytes within primordial follicles) and endothelial cells, indicating these cell types to be the targets of PROK signalling in the human fetal ovary. PROK1 treatment of a germ cell line stably-expressing PROKR1 resulted in ERK phosphorylation, and elevated COX2 expression.

CONCLUSIONS: Developmental changes in expression and regulation of COX2 and pERK by PROK1 suggest that PROK ligands may be novel regulators of germ cell development in the human fetal ovary, interacting within a network of growth and survival factors prior to primordial follicle formation.

Prostaglandin E2 as a regulator of germ cells during ovarian development

CONTEXT: The formation of primordial follicles occurs during fetal life yet is critical to the determination of adult female fertility. Prior to this stage, germ cells proliferate, enter meiosis, and associate with somatic cells. Growth and survival factors implicated in these processes include activin A (INHBA), the neurotrophins BDNF and NT4 (NTF5), and MCL1. The prostaglandins have pleiotrophic roles in reproduction, notably in ovulation and implantation, but there are no data regarding roles for prostaglandins in human fetal ovarian development.

OBJECTIVE: The aim of the study was to investigate a possible role for prostaglandin (PG) E(2) in human fetal ovary development.

DESIGN: In vitro analysis of ovarian development between 8 and 20 wk gestation was performed.

MAIN OUTCOME MEASURE(S): The expression patterns of PG synthesis enzymes and the PGE(2) receptors EP2 and EP4 in the ovary were assessed, and downstream effects of PGE(2) on gene expression were analyzed.

RESULTS: Ovarian germ cells express the PG synthetic enzymes COX2 and PTGES as well as the EP2 and EP4 receptors, whereas COX1 is expressed by ovarian somatic cells. Treatment in vitro with PGE(2) increased the expression of BDNF mRNA 1.7 +/- 0.16-fold (P = 0.004); INHBA mRNA, 2.1 +/- 0.51-fold (P = 0.04); and MCL1 mRNA, 1.15 +/- 0.06-fold (P = 0.04), but not that of OCT4, DAZL, VASA, NTF5, or SMAD3.

CONCLUSIONS: These data indicate novel roles for PGE(2) in the regulation of germ cell development in the human ovary and show that these effects may be mediated by the regulation of factors including BDNF, activin A, and MCL1.

Heteroplasmy in mammal mitochondrial deoxyribonucleic acid

La nature a développé diverses stratégies afin d’assurer le commencement de la vie dans des conditions d’homoplasmie, c’est-à-dire des conditions telles que les cellules sont dotées du même ADN mitochondrial. Toutefois, des nouveaux haplotypes de l’acide désoxyribonucléique mitochondrial (ADNmt) peuvent apparaitre et croître de plusieurs façons tout au long de la durée d’une vie menant à l’hétéroplasmie. Par exemple, l’hétéroplasmie de l’ADNmt peut être créée artificiellement par des technologies reproductives assistées, ainsi que naturellement par le processus de vieillissement. De ce fait, la thèse de ce doctorat fut divisée en deux principaux objectifs. Le premier étant celui d’analyser les changements survenus dans l’hétéroplasmie de l’ADNmt produit par le transfert nucléaire des cellules somatiques (SCNT) lors du développement de l’embryon jusqu’au fœtus et aux tissus adultes de bovins clonés. En ce qui concerne le second objectif, il s’agit d’analyser les changements survenus dans l’hétéroplasmie de l’ADNmt causés par le vieillissement dans une cellule somatique adulte et dans des tissus germinaux durant l’ovogénèse, ainsi qu’au début de l’embryogenèse et dans la procédure de culture in vitro sur des souris. Dans la première série d’expériences sur des bovins, des fibroblastes fœtaux transportant une mutation d’ADNmt (insertion de 66 pb) furent fusionnés avec des ovocytes receveurs transportant l’ADNmt du type sauvage. La présence d’ADNmt venant de la cellule donneuse a été analysée à différents stades de développement, soit sur des embryons âgés de 17 jours (n=17), des fœtus âgés de 40 jours (n=3), des fœtus âgés de 60 jours (n=3), un fœtus âgé de 240 jours et 3 clones post-nataux âgés de 18 à 24 mois. Chaque individu s’est avéré être hétéroplasmique et 99 % (103/104) des échantillons de tissus analysés étaient également hétéroplasmiques. Cependant, l’ovaire venant du fœtus de 240 jours fut le seul à être homoplasmique pour l’ADNmt de l’ovocyte receveur. Dans la plupart des échantillons analysés (95,2 %, soit 99/104) la moyenne d’hétéroplasmie était de 1,46 %. Par contre, un fœtus âgé de 40 jours a présenté un niveau élevé d’hétéroplasmie (20,9 %), indiquant ainsi que des évènements rares d’augmentation de l’ADNmt des cellules donneuses peuvent survenir. Étant donné que la majorité des clones SCNT montrait de l’hétéroplasmie de l’ADNmt à des proportions comparables à celles des cellules donneuses au moment de la reconstruction de l’embryon, on a pu conclure que l’hétéroplasmie produite par des techniques de transfert nucléaire utilisant des cellules somatiques est due à une ségrégation neutre de l’ADNmt. Dans la seconde série d’expériences sur des souris, des femelles de différents âges, c.à.d. jeunes (0 – 8 mois), moyennes (8 – 16 mois) et vieilles (16 – 24 mois), ont été synchronisées (gonadotrophines) et sacrifiées dans le but d’obtenir des ovocytes au stade de vésicule germinal, et des ovocytes au stade métaphase-II produits in vivo et in vitro. De plus, des embryons in vivo et in vitro au stade de deux-cellules et des embryons au stade de blastocystes ont été obtenus de femelles jeunes. Différents tissus somatiques, venant de femelles des trois stades d’âge ont été obtenus : cerveau, foie, muscle et du cumulus ovocytaire. De plus, l’effet du vieillissement a été mesuré selon la fertilité de la femelle. En effet, les effets sur l’hétéroplasmie du vieillissement, du stade de développement et de la culture in vitro ont été mesurés dans des ovocytes et dans des embryons. Les effets du vieillissement sur les mitochondries ont été mesurés par rapport au nombre total de copies de l’ADNmt, au pourcentage des délétions communes et sur l’expression de trois gènes : Ndufs4, Mt-nd2 and Mt-nd4. Il a été possible d’observer que la fertilité des femelles dans la colonie de souris diminuait avec l’âge. En fait, le vieillissement affectait l’ADNmt dans les tissus somatiques, cependant il n’avait pas d’effet sur le cumulus, les ovocytes et les embryons. Le nombre de délétions de l’ADNmt augmentait pendant la reprise de la méiose et celui-ci diminuait au début du développement embryonnaire. La culture in vitro n’affectait pas la quantité d’ADNmt dans la plupart des tissus germinaux. Puisque nous n’avons pas trouvé d’effet de l’âge dans la majorité des paramètres mitochondriaux analysés dans les ovocytes et les embryons, il est suggéré que la délétion commune de l’ADNmt dans les tissus germinaux est davantage reliée au statut cellulaire de la production d’énergie qu’au processus de vieillissement. Deux sources différentes de mutations de l’ADNmt produites dans les ovocytes normaux ou reconstitués ont produit différents résultats d’hétéroplasmie au début de l’embryogénèse. Chez les bovins, l’hétéroplasmie artificielle impliquant une petite insertion (66 pb) dans la région non codante (D-loop) de l’ADNmt a été vraisemblablement non nocive pour l’embryon, tolérant la persistance de l’ADNmt étranger pendant les différents stades du développement des clones. Chez les souris, l’hétéroplasmie naturelle produite par une grande délétion (4974 pb délétion commune) dans la région codante de l’ADNmt a été vraisemblablement nocive pour l’embryon et par conséquent éliminée pour assurer l’homoplasmie au début du développement embryonnaire.

The orphan nuclear receptor NR5A2 regulates peri-ovulatory events and their consequent luteinization in mice

Le récepteur nucléaire Nr5a2, également connu sous le nom de liver receptor homolog-1 (Lrh-1), est exprimé au niveau de l’ovaire chez la souris, exclusivement dans les cellules lutéales et de la granulosa. La perturbation de Nr5a2, spécifique aux cellules de la granulosa chez la souris à partir des follicules primaires dans la trajectoire du développement folliculaire a démontré que Nr5a2 est un régulateur clé de l’ovulation et de la fertilité chez la femelle. Notre hypothèse veut que Nr5a2 régule les évènements péri- et post-ovulatoires dans une séquence temporelle lors de la folliculogénèse. Afin d'étudier l’implication de Nr5a2 lors de l’ovulation et de la lutéinisation à différents stades du développement folliculaire, nous avons généré deux modèles de souris knockout spécifiques aux cellules de la granulosa pour Nr5a2: 1) Nr5a2Amhr2-/-, avec une réduction de Nr5a2 à partir des follicules primaires et subséquents; 2) Nr5a2Cyp19-/-, avec une réduction de Nr5a2 débutant au stade antral de développement en progressant. L’absence de Nr5a2 à partir des follicules antraux a résulté en une infertilité chez les femelles Nr5a2Cyp19-/-, de même qu’en des structures non-fonctionnelles similaires aux structures lutéales au niveau des ovaires, en une réduction des niveaux de progestérone synthétisée ainsi qu’en un échec dans le support d’une pseudo-gestation. La synthèse de progestérone a été entravée suite à l’absence de Nr5a2 par l’entremise d’une régulation à la baisse des gènes reliés au transport du cholestérol, Scarb1, StAR et Ldlr, démontré par qPCR. Les complexes cumulus-oocytes des femelles Nr5a2Cyp19-/- immatures super-stimulées ont subi une expansion in vivo, mais l’ovulation a été perturbée, possiblement par une régulation à la baisse du gène du récepteur de la progestérone (Pgr). Un essai d’expansion du cumulus in vitro a démontré une expansion défectueuse du cumulus chez les Nr5a2Amhr2-/-, associée à un dérèglement de la protéine des jonctions communicantes (Gja1; Cx43). Cependant, l’expansion du cumulus chez les Nr5a2Cyp19-/- n’a pas été autant affectée. Des résultats obtenus par qPCR ont démontré une régulation à la baisse dans l’expression des gènes Areg, Ereg, Btc et Tnfaip6 chez les deux modèles de cellules ovariennes knockout à 2h et 4h post hCG. Nous avons observé que 85% des oocytes, chez les deux génotypes mutants, peuvent subir une rupture de la vésicule germinative, confirmant leur capacité de maturation in vivo. La technique d’injection intra-cytoplasmique de spermatozoïdes a prouvé que les oocytes des deux génotypes mutants sont fertilisables et que 70% des embryons résultants ont poursuivi leur développement vers le stade de blastocyste, et ce, indépendamment du génotype. En conclusion, Nr5a2 régule la fertilité chez les femelles tout au long du processus du développement folliculaire. Il a été démontré que Nr5a2 est essentiel à la lutéinisation et que sa perturbation dans les cellules somatiques ovariennes ne compromet pas la capacité des oocytes à être fertilisés. En vue d’ensemble, nous avons fourni une investigation inédite et complète, utilisant de multiples modèles et techniques afin de déterminer les mécanismes par lesquels Nr5a2 régule les importants processus que sont l’expansion du cumulus, l’ovulation ainsi que la formation du corps jaune.

Elucidation of the biological roles of Wnt5a signaling in follicle development

La santé folliculaire est déterminée par un nombre de facteurs endocriniens, paracrines et autocrines. Les gonadotrophines hypophysaires sont les principaux moteurs du développement du follicule, mais leurs actions sont modulées localement par les hormones et des facteurs de croissance. Les glycoprotéines de la famille des WNTs représentent une grande famille de molécules impliquées dans différentes voies de signalisation. Ils sont sécrétés dans le but de moduler et coordonner la réponse des follicules aux gonadotrophines, et leurs activités sont indispensables à la fonction ovarienne et à la fertilité féminine. Les WNTs sont généralement classés en fonction de la (des) voie(s) qu’ils activent. Le rôle des membres de la voie canonique WNT et de ses composants tels que CTNNB1, WNT4, WNT2, FZD1 et FZD4 est bien établi au cours du développement du follicule chez les rongeurs. Un rôle similaire des WNTs dans les espèces mono-ovulatoires demeure essentiellement inconnu. De plus, le rôle des WNT non canoniques dans l'ovaire de rongeurs est méconnu. Les objectifs de cette thèse sont (1) d'élucider la régulation hormonale de l'expression de WNT5A et le rôle physiologique de WNT5A dans les cellules de la granulosa bovine in vitro et (2) d'identifier les rôles physiologiques de WNT5A dans l'ovaire de souris par inactivation génique conditionnelle. Chacun de ces objectifs a mené à la publication d’un article à partir des résultats obtenus au cours de cette thèse. Dans le premier article, le rôle de WNT5A dans les cellules de la granulosa bovine a été étudié in vitro. Nous avons constaté que WNT5A est un régulateur négatif de la stéroïdogenèse stimulée par la FSH issue des cellules de la granulosa, et qu'il agit en supprimant l'activité de signalisation des WNTs canoniques tout en induisant la voie de signalisation MAPK8/JUN. le deuxième article, afin d’examiner le rôle de deux WNTs non-canoniques, WNT5A et WNT11, à différents stades de développement folliculaire, nous avons généré des modèles de souris knock-out conditionnels ciblant les cellules de la granulosa pour chacun de ces WNTs. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence que WNT5A est nécessaire pour assurer la fertilité normale chez la femelle, le développement folliculaire et la stéroïdogenèse ovarienne. Il est aussi un antagoniste de la réponse aux gonadotrophines, agissant par l’intermédiaire de la suppression de la signalisation canonique des WNTs. Chez les souris knock-out pour WNT11, nous ne constatons aucun défaut important dans la fertilité des femelles. L’ensemble de notre travail met en évidence que WNT5A est essentiel pour le développement normal du follicule et qu’il agit pour inhiber la différenciation des cellules de la granulosa. En résumé, nous avons fourni une étude novatrice et approfondie, utilisant plusieurs modèles et techniques pour déterminer les mécanismes par lesquels WNT5A régule le développement des follicules.

Aspectos biológicos de Cycloneda sanguínea (Coleóptera: Coccinellidae) alimentadas con pulgones criados en algodón transgénico Bollgard I

Cycloneda sanguinea is an important biological control agent of aphid cotton. The objective of this study was to evaluate the biological aspects of C. sanguinea fed with nymphs and adults of Aphis gossypii reared in DeltaOPAL and NuOPAL cultivars (Bollgard I). The experiment was conducted in the laboratory under controlled temperature (25 +/- 1 degrees C), humidity (70 +/- 10%) and photophase (12 hours). The experimental design was completely randomized, and treatments aphids fed on the two cultivars, and replicates 40 individuals. Each larva was individually until adult emergence of the predator in Petri dishes of 9 cm in diameter with moistened filter paper. For evaluation of individual adults were five couples newly emerged in plastic pots 12 cm in diameter and 9 cm tall, with filter paper for oviposition. The parameters evaluated were: duration and viability of the larval stage, pupal stage duration and survival, adult longevity, reproductive period, post-reproductive and total number of eggs per female. The duration of the larval stage of C. sanguinea was lower when fed aphids reared on the cultivar NuOPAL, while adult longevity and the reproductive period were higher. The female fertility and egg viability were also lower.

Efeito de sinigrina aplicada em folhas de brássicas sobre características biológicos de Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Correlações genéticas entre medidas de perímetro escrotal e características produtivas e reprodutivas de fêmeas da raça Nelore

Com objetivo de estimar parâmetros genéticos para perímetro escrotal medido aos 12 (PE12) e aos 18 meses de idade (PE18) de machos e peso a um ano de idade (P365), peso ao primeiro parto (PPP), idade ao primeiro parto (IPP), dias para o primeiro parto (DP) e duração da primeira gestação (DG) medidos em fêmeas, além de correlações entre perímetro escrotal e as demais características, foram analisadas medidas de 9.932 fêmeas e medidas de perímetro escrotal de 14.521 machos Nelore provenientes de 28 rebanhos das regiões Sul e Sudeste do País. Os componentes de (co)variância foram estimados utilizando-se o método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal, em análises bi-características. As herdabilidades estimadas foram altas para PE12 (0,25 a 0,26), PE18 (0,35 a 0,37), P365 (0,35 e 0,38), PPP (0,40 e 0,41) e DG (0,19 e 0,20) e de menor magnitude para IPP (0,14 e 0,15) e DP (0,05 e 0,06). As correlações genéticas estimadas entre PE12 e P365, PPP, IPP, DP e DG foram de 0,28; 0,30; -0,15; -0,04 e 0,10, respectivamente. As correlações genéticas entre PE18 e P365, PPP, IPP, DP e DG, no entanto, foram de 0,29; 0,32; -0,21; -0,08 e 0,14, respectivamente. Esses resultados sugerem melhorias na eficiência reprodutiva de fêmeas, principalmente quando os rebanhos são selecionados para PE18.

The fibroblast growth factor family: involvement in the regulation of folliculogenesis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Reproductive effects in male rats exposed to diuron

Diuron is a ureic herbicide considered to have very low toxicity. The present study evaluated several aspects of reproductive toxicity of diuron in adult male rats. Diuron was diluted in corn oil and administered by oral gavage to groups of 18-20 rats at doses of 0, 125 or 250 mg/kg per day for 30 days; the control group received only the corn oil vehicle. At the end of the treatment period, approximately half the animals from each group were assigned to one of two terminal assessment lines: (1) reproductive organ, liver and kidney weights; measurement of diuron concentrations in liver and kidney; plasma testosterone determinations; evaluation of daily sperm production per testis; sperm number and sperm transit time in the epididymis; or (2) sexual behavior assessment during cohabitation with a receptive female; fertility and pregnancy outcome after natural mating; testicular, epididymal, kidney and liver histopathology; sperm morphology. After 30 days of oral diuron treatment, there were no treatment-related changes in body weights, but dose-related diuron residues were detected in the liver of all treated rats and absolute and relative liver weights were increased in both groups. There were no statistically significant differences between the treated and control groups obtained in plasma testosterone concentrations, or in parameters of daily sperm production, sperm reserves in the epididymis, sperm morphology or measured components of male sexual behavior. on the other hand, the number of fetuses in the litters from diuron-treated rats was slightly smaller than litters from control rats. Therefore, although the results did not indicate that diuron exposure resulted in direct male reproductive toxicity in the rat, they suggest that additional studies should be undertaken to investigate the possible effects on fertility and reproductive performance. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Considerações sobre a reprodução de duas espécies de raias (Myliobatiformes, Potamotrygonidae) na região do Alto Rio Paraná, Sudeste do Brasil

This article presents preliminary information about the reproduction of two species of freshwater stingrays of the genus Potamotrygon, found in the Upper Parana River (Southwest Brazil), where these animals are exotic. Males of P. motoro and P. falkneri become sexually mature around 270 mm and 260 mm of disc width (DW), respectively. Females become sexually mature around 330 mm of DW in P. motoro and 325 mm in P. falkneri. In both species, females are bigger and heavier than males, reaching about 700 mm of DW and 20 kg. Copulating has not been recorded, but one courtship ritual has been observed during the dry season. Mature males present a different dentition from females and young males, which is probably related to their reproductive behavior instead of to their feeding habit. The female fertility has varied from one to three offspring. A miscarriage has been observed at different stages of embryonic development always when pregnant females were captured. In spite of the great history of anthropization of the study area, it seems that hydrological cycles are related to the reproduction of stingrays. Nevertheless, it would be necessary to conduct deeper studies to verify or not this influence.

Classificação de cultivares de brássicas com relação à resistência à traça-das-crucíferas e à presença de glucosinolatos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise genética da habilidade de permanência em fêmeas da raça Nelore

O objetivo deste estudo foi verificar a possibilidade da característica habilidade de permanência (HP) de matrizes ser utilizada como critério de seleção na raça Nelore. A HP foi definida como a probabilidade de uma vaca parir, no rebanho, na idade de seis anos ou depois desta idade, dado que ela teve uma parição em data anterior. Foram analisadas informações de 55.682 animais. Utilizou-se a amostragem de Gibbs para estimar os componentes de variância e um modelo de limiar de máximo a posteriori para predizer os valores genéticos. A análise forneceu estimativa posterior de herdabilidade e desvio-padrão de 0,21 ± 0,00 e tendência genética, média por ano, de 0,14% para HP. A facilidade de mensuração da característica, a estimativa de herdabilidade e a tendência indicam que a utilização desta característica como critério de seleção pode contribuir para o aumento da fertilidade do rebanho.