Characterization of PPP1 interacting proteins in male reproduction

A fosforilação reversível de proteínas é um importante mecanismo de controlo em eucariotas. A fosfoproteína fosfatase 1 (PPP1) é uma fosfatase de serina/treonina envolvida em vários processos celulares. Existem três isoformas da subunidade catalítica (α/CA, δ/β/CB e γ/CC) com pequenas diferenças nos terminais amino e carboxílico. O gene PPP1CC sofre ainda splicing alternativo para produzir duas isoformas, a PPP1CC1 ubíqua e a PPP1CC2 enriquecida em testículo e específica de esperma. A localização e especificidade de substratos da PPP1 está dependente da formação de complexos oligoméricos com proteínas que interagem com a PPP1 (PIPs). O objetivo principal desta tese foi estudar novas PIPs, específicas de testículo e esperma, a fim de melhor caracterizar o papel desta fosfatase e dos respetivos complexos na reprodução em mamíferos. Com este fim, estudou-se a presença, localização e possíveis funções de uma PIP previamente conhecida, PPP1R2, e de duas novas PIPs, PPP1R2P3 e Tctex1d4. PPP1R2 e PPP1R2P3 estão presentes em esperma humano colocalizando com a PPP1CC2, na cabeça e na cauda. A hipótese é que as holoenzimas localizadas na cabeça terão um papel na reação acrossómica, enquanto que as holoenzimas presentes no axonema são relevantes para o controlo da motilidade flagelar. De seguida foram estudados os pseudogenes da PPP1R2, em termos de história evolutiva e de possíveis funções. Na espécie humana, a PPP1R2 tem 10 pseudogenes, 7 deles específicos de primatas. Estudos de bioinformática e dados de expressão mostram que os PPP1R2P1/P3/P9 são os pseudogenes com maior probabilidade de serem transcritos e traduzidos. Também identificámos o PPP1R2P9 em esperma humano e mostrámos que alguns pseudogenes poderão estar associados a estados fisiopatológicos. Isto indica que o processo de evolução poderá estar ligado á formação de novos genes ou ao controlo do mRNA da PPP1R2. A sobre-expressão da PPP1R2 ou PPP1R2P3 em testículo de ratinho também foi realizada, para caracterizar os mecanismos envolvidas na função dos complexos PPP1R2/PPP1R2P3-PPP1CC2 na espermatogénese e fisiologia dos espermatozoides. A dineína de cadeia leve, Tctex1d4, foi encontrada como interagindo com a PPP1C e como estando presente em testículo de ratinho e em esperma humano. Demonstrámos que a Tctex1d4 e a PPP1 colocalizam no centro organizador de microtúbulos e nos microtúbulos e que o motivo de ligação à PPP1 presente na Tctex1d4 parece ser importante para manter a PPP1 no centro organizador de microtúbulos e/ou para disromper ou atrasar o seu movimento ao longo dos microtúbulos emergentes. Estes resultados abrem novos caminhos para os possíveis papéis do complexo Tctex1d4-PPP1 na dinâmica dos microtúbulos, motilidade do esperma, reação acrossómica e na regulação da barreira hemato-testicular, provavelmente, através da via de sinalização do TGFß. A análise do motivo de ligação à PPP1 mostra que este é altamente conservado entre os mamíferos, com exceção das Pikas, sugerindo que esta perda aconteceu antes da radiação das Pikas, há 6-20 milhões de anos atrás. Através de um rastreio por mutações demonstrámos que a capacidade da Tctex1d4 se ligar à PPP1 é mantida nas Pikas, embora o motivo de ligação à PPP1 esteja disrompido. Este estudo abre portas para novas descobertas na área da reprodução mostrando o papel da PPP1CC2 na espermatogénese e fisiologia do esperma.

Spermiogenesis and spermatozoa ultrastructure in five species of the Curimatidae with some considerations on spermatozoal ultrastructure in the Characiformes

A espermiogênese nas espécies Steindachnerina insculpta, Cyphocharax gillii, C. modestus, C. spilotus e Potamorhina altamazonica de Curimatidae é caracterizada pelo desenvolvimento lateral do flagelo, rotação do núcleo, formação excêntrica da fossa nuclear e cromatina compactada em fibras espessas. Estes espermatozóides exibem uma cabeça esférica contendo um núcleo com cromatina altamente condensada em fibras espessas com pequenas áreas eletronlúcidas, e sem acrossoma. A fossa nuclear é do tipo moderado e excêntrico, penetrada pelo complexo centriolar. A peça média é pequena, tem muitas vesículas alongadas e um curto canal citoplasmático. Mitocôndrias podem ser alongadas, ramificadas ou em forma de C, e são separadas do segmento inicial do axonema pelo canal citoplasmático. O flagelo contém a estrutura clássica do axonema (9+2) e tem um compartimento membranoso na região inicial; não possui expansões laterais (fins). Somente pequenas diferenças foram observadas entre as espécies e gêneros analisados de Curimatidae. A espermiogênese e os espermatozóides de Curimatidae têm muitas das características encontradas em quase todas as outras espécies de Characiformes. Por outro lado, a presença de um compartimento membranoso na região inicial do flagelo dos curimatídeos, uma estrutura comum nos espermatozóides de muitos cipriniformes, é desconhecida em outros characiformes. Discute-se sobre a espermiogênese e espermatozóides de Characiformes.

Meiotic nucleolar cycle and chromatoid body formation during the rat (Rattus novergicus) and mouse (Mus musculus) spermiogenesis

The aims of the present study were to follow the nucleolar cycle in spermiogenesis of the laboratory rodents Rattus novergicus and Mus musculus, to verify the relationship between the nucleolar component and chromatoid body (CB) formation and to investigate the function of this cytoplasmic supramolecular structure in spermatogenic haploid cells. Histological sections of adult seminiferous tubules were analyzed cytochemically by light microscopy and ultrastructural procedures by transmission electron microscopy. The results reveal that in early spermatids, the CB was visualized in association with the Golgi cisterns indicating that this structure may participate in the acrosome formation process. In late spermatids, the CB was observed near the axonema, a fact suggesting that this structure may support the formation of the spermatozoon tail. In conclusion, our data showed that there is disintegration of spermatid nucleoli at the beginning of spermatogenesis and a fraction of this nucleolar material migrates to the cytoplasm, where a specific structure is formed, known as the "chromatoid body", which, apparently, participates in some parts of the rodent spermiogenesis process. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Espermiogênese em Eupemphix nattereri (Anura, Leiuperidae): aspectos ultra-estruturais

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

Sistema pigmentar extracutâneo e morfologia testicular em Anuro (Physalaemus nattereri e Physalaemus fuscomaculatus)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo morfológico dos testículos com ênfase na análise da espermatogênese e ultraestrutura de espécies aquáticas de Heteroptera

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Morfologia do testículo e espermatogênese em Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae): estudo citoquímico e ultraestrutural

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Espermatogênese de Zaprionus indianus e Zaprionus sepsoides (Diptera: Drosophilidae): caracterização citoquímica, estrutural e ultraestrutural

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Biologia reprodutiva de Corecoris fuscus, Leptoglossus gonagra, L. zonatus e Sphictyrtus fasciatus (Heteroptera: Coreidae), com ênfase aos aspectos ultraestruturais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo ultraestrutural da espermatogênese de Chinavia impicticornis, Edessa meditabunda, E. collaris e Thyanta perditor (Heteroptera: Pentatomidae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)