Albumin Is Synthesized In Epididymis And Aggregates In A High Molecular Mass Glycoprotein Complex Involved In Sperm-egg Fertilization.

The epididymis has an important role in the maturation of sperm for fertilization, but little is known about the epididymal molecules involved in sperm modifications during this process. We have previously described the expression pattern for an antigen in epididymal epithelial cells that reacts with the monoclonal antibody (mAb) TRA 54. Immunohistochemical and immunoblotting analyses suggest that the epitope of the epididymal antigen probably involves a sugar moiety that is released into the epididymal lumen in an androgen-dependent manner and subsequently binds to luminal sperm. Using column chromatography, SDS-PAGE with in situ digestion and mass spectrometry, we have identified the protein recognized by mAb TRA 54 in mouse epididymal epithelial cells. The ∼65 kDa protein is part of a high molecular mass complex (∼260 kDa) that is also present in the sperm acrosomal vesicle and is completely released after the acrosomal reaction. The amino acid sequence of the protein corresponded to that of albumin. Immunoprecipitates with anti-albumin antibody contained the antigen recognized by mAb TRA 54, indicating that the epididymal molecule recognized by mAb TRA 54 is albumin. RT-PCR detected albumin mRNA in the epididymis and fertilization assays in vitro showed that the glycoprotein complex containing albumin was involved in the ability of sperm to recognize and penetrate the egg zona pellucida. Together, these results indicate that epididymal-derived albumin participates in the formation of a high molecular mass glycoprotein complex that has an important role in egg fertilization.

Why are egg fertilization rates not correlated with hatching success in sea turtles?

[EN] The relative number of developing eggs is directly affected by fertilization rate, and unfertile eggs may indirectly negatively affect development of viable eggs within the nest. Thus, the number of viable eggs at laying should influence hatching success. We have studied both parameters in a nesting population of loggerhead turtles from Boavista Island (Republic of Cabo Verde). Fertility was estimated based on eggs excavated from nests within the first 96 hours after deposition. Our results confirm a high egg fertilization rate for the species, which exceeded an average of 94% fertility (95% confidence limits: 91.9 and 96.2%, N=43 nests).

Structural analysis of fertilization in the fish Brycon orbignyanus

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Genetics of decayed sexual traits in a parasitoid wasp with endosymbiont-induced asexuality.

Trait decay may occur when selective pressures shift, owing to changes in environment or life style, rendering formerly adaptive traits non-functional or even maladaptive. It remains largely unknown if such decay would stem from multiple mutations with small effects or rather involve few loci with major phenotypic effects. Here, we investigate the decay of female sexual traits, and the genetic causes thereof, in a transition from haplodiploid sexual reproduction to endosymbiont-induced asexual reproduction in the parasitoid wasp Asobara japonica. We take advantage of the fact that asexual females cured of their endosymbionts produce sons instead of daughters, and that these sons can be crossed with sexual females. By combining behavioral experiments with crosses designed to introgress alleles from the asexual into the sexual genome, we found that sexual attractiveness, mating, egg fertilization and plastic adjustment of offspring sex ratio (in response to variation in local mate competition) are decayed in asexual A. japonica females. Furthermore, introgression experiments revealed that the propensity for cured asexual females to produce only sons (because of decayed sexual attractiveness, mating behavior and/or egg fertilization) is likely caused by recessive genetic effects at a single locus. Recessive effects were also found to cause decay of plastic sex-ratio adjustment under variable levels of local mate competition. Our results suggest that few recessive mutations drive decay of female sexual traits, at least in asexual species deriving from haplodiploid sexual ancestors.

Structural analysis of the Pimelodus maculatus (Lacépède, 1803) embryogenesis (Siluriformes: Pimelodidae)

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

Concentrações plasmáticas de estradiol, testosterona, progesterona, prolactina e corticosterona em perdizes (Rhynchotus rufescens), criadas em cativeiro

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

The Influence of Dietary Lysine on Yellow Perch Female Reproductive Performance and the Quality of Eggs

The objectives of this study were to (1) evaluate if dietary lysine (Lys) has an effect on the free amino acid (FAA) pool of Yellow Perch Perca flavescens eggs, and (2) determine how dietary Lys influences the reproductive performance and eggs fertilization rate (embryo survival) of female Yellow Perch. Two-year-old Yellow Perch of initial size of approximately 75 g were randomly distributed into six 400-L tanks at 32 +/- 1 fish per tank. This experiment included two wheat gluten-based diets in triplicate Lys-deficient ([-] Lys) and Lys-supplemented ([+]Lys; 2.23% in dry feed) diets. Females from the reference group were fed a commercial diet. Females from reference, (+) Lys, and (-) Lys groups were stripped and their eggs divided into 0.4-1.2-g portions and mixed with sperm (21.4 +/- 4.3 mu L) from either reference, (+) Lys, or (-) Lys males. The mean weight of Yellow Perch females and mean total weight of ovulated eggs were the greatest in the reference group compared with both (+) Lys and (-) Lys groups. There were no differences in the ratio of weight of eggs to female body weight as well as egg size among groups. There was no difference among treatments in the concentration of free amino acids except glutamic and aspartic acids in Yellow Perch eggs. There was significant effect of female dietary treatments on the egg fertilization rate averaged across all males. The higher fertilization rate was observed in the reference and (+) Lys groups compared with the (-) Lys group. The effect of female dietary treatment on the egg survival was also dependent on the dietary treatment of males.

Functional morphology of the reproductive system and sperm transfer in Stenopus hispidus (Crustacea: Decapoda: Stenopodidea), and their relation to the mating system

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Étude des mécanismes d’extraction lipidique par le peptide mélittine et la protéine BSP1

Les peptides et protéines extracteurs de lipides (PEL) se lient aux membranes lipidiques puis en extraient des lipides en formant de plus petits auto-assemblages, un phénomène qui peut aller jusqu'à la fragmentation des membranes. Dans la nature, cette extraction se produit sur une gamme de cellules et entraîne des conséquences variées, comme la modification de la composition de la membrane et la mort de la cellule. Cette thèse se penche sur l’extraction lipidique, ou fragmentation, induite par le peptide mélittine et la protéine Binder-of-SPerm 1 (BSP1) sur des membranes lipidiques modèles. Pour ce faire, des liposomes de différentes compositions sont préparés et incubés avec la mélittine ou la BSP1. L'association aux membranes est déterminée par la fluorescence intrinsèque des PEL, tandis que l'extraction est caractérisée par une plateforme analytique combinant des tests colorimétriques et des analyses en chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse (LCMS). La mélittine fait partie des peptides antimicrobiens cationiques, un groupe de PEL très répandu chez les organismes vivants. Ces peptides sont intéressants du point du vue médical étant donné leur mode d’action qui vise directement les lipides des membranes. Plusieurs de ceux-ci agissent sur les membranes des bactéries selon le mécanisme dit « en tapis », par lequel ils s’adsorbent à leur surface, forment des pores et ultimement causent leur fragmentation. Dans cette thèse, la mélittine est utilisée comme peptide modèle afin d’étudier le mécanisme par lequel les peptides antimicrobiens cationiques fragmentent les membranes. Les résultats montrent que la fragmentation des membranes de phosphatidylcholines (PC) est réduite par une déméthylation graduelle de leur groupement ammonium. L'analyse du matériel fragmenté révèle que les PC sont préférentiellement extraites des membranes, dû à un enrichissement local en PC autour de la mélittine à l'intérieur de la membrane. De plus, un analogue de la mélittine, dont la majorité des résidus cationiques sont neutralisés, est utilisé pour évaluer le rôle du caractère cationique de la mélittine native. La neutralisation augmente l'affinité du peptide pour les membranes neutres et anioniques, réduit la fragmentation des membranes neutres et augmente la fragmentation des membranes anioniques. Malgré les interactions électrostatiques entre le peptide cationique et les lipides anioniques, aucune spécificité lipidique n'est observée dans l'extraction. La BSP1 est la protéine la plus abondante du liquide séminal bovin et constitue un autre exemple de PEL naturel important. Elle se mélange aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et extrait des lipides de leur membrane, notamment le cholestérol et les phosphatidylcholines. Cette étape cruciale modifie la composition lipidique de la membrane du spermatozoïde, ce qui faciliterait par la suite la fécondation de l’ovule. Cependant, le contact prolongé de la protéine avec les spermatozoïdes endommagerait la semence. Cette thèse cherche donc à approfondir notre compréhension de ce délicat phénomène en étudiant le mécanisme moléculaire par lequel la protéine fragmente les membranes lipidiques. Les résultats des présents travaux permettent de proposer un mécanisme d’extraction lipidique en 3 étapes : 1) L'association à l’interface des membranes; 2) La relocalisation de l’interface vers le cœur lipidique; 3) La fragmentation des membranes. La BSP1 se lie directement à deux PC à l'interface; une quantité suffisante de PC dans les membranes est nécessaire pour permettre l'association et la fragmentation. Cette liaison spécifique ne mène généralement pas à une extraction lipidique sélective. L'impact des insaturations des chaînes lipidiques, de la présence de lysophosphatidylcholines, de phosphatidyléthanolamine, de cholestérol et de lipides anioniques est également évalué. Les présentes observations soulignent la complexe relation entre l'affinité d'un PEL pour une membrane et le niveau de fragmentation qu'il induit. L'importance de la relocalisation des PEL de l'interface vers le cœur hydrophobe des membranes pour permettre leur fragmentation est réitérée. Cette fragmentation semble s'accompagner d'une extraction lipidique préférentielle seulement lorsqu'une séparation de phase est induite au niveau de la membrane, nonobstant les interactions spécifiques PEL-lipide. Les prévalences des structures amphiphiles chez certains PEL, ainsi que de la fragmentation en auto-assemblages discoïdaux sont discutées. Finalement, le rôle des interactions électrostatiques entre les peptides antimicrobiens cationiques et les membranes bactériennes anioniques est nuancé : les résidus chargés diminueraient l'association des peptides aux membranes neutres suite à l'augmentation de leur énergie de solvatation.

Étude des mécanismes d’extraction lipidique par le peptide mélittine et la protéine BSP1

Les peptides et protéines extracteurs de lipides (PEL) se lient aux membranes lipidiques puis en extraient des lipides en formant de plus petits auto-assemblages, un phénomène qui peut aller jusqu'à la fragmentation des membranes. Dans la nature, cette extraction se produit sur une gamme de cellules et entraîne des conséquences variées, comme la modification de la composition de la membrane et la mort de la cellule. Cette thèse se penche sur l’extraction lipidique, ou fragmentation, induite par le peptide mélittine et la protéine Binder-of-SPerm 1 (BSP1) sur des membranes lipidiques modèles. Pour ce faire, des liposomes de différentes compositions sont préparés et incubés avec la mélittine ou la BSP1. L'association aux membranes est déterminée par la fluorescence intrinsèque des PEL, tandis que l'extraction est caractérisée par une plateforme analytique combinant des tests colorimétriques et des analyses en chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse (LCMS). La mélittine fait partie des peptides antimicrobiens cationiques, un groupe de PEL très répandu chez les organismes vivants. Ces peptides sont intéressants du point du vue médical étant donné leur mode d’action qui vise directement les lipides des membranes. Plusieurs de ceux-ci agissent sur les membranes des bactéries selon le mécanisme dit « en tapis », par lequel ils s’adsorbent à leur surface, forment des pores et ultimement causent leur fragmentation. Dans cette thèse, la mélittine est utilisée comme peptide modèle afin d’étudier le mécanisme par lequel les peptides antimicrobiens cationiques fragmentent les membranes. Les résultats montrent que la fragmentation des membranes de phosphatidylcholines (PC) est réduite par une déméthylation graduelle de leur groupement ammonium. L'analyse du matériel fragmenté révèle que les PC sont préférentiellement extraites des membranes, dû à un enrichissement local en PC autour de la mélittine à l'intérieur de la membrane. De plus, un analogue de la mélittine, dont la majorité des résidus cationiques sont neutralisés, est utilisé pour évaluer le rôle du caractère cationique de la mélittine native. La neutralisation augmente l'affinité du peptide pour les membranes neutres et anioniques, réduit la fragmentation des membranes neutres et augmente la fragmentation des membranes anioniques. Malgré les interactions électrostatiques entre le peptide cationique et les lipides anioniques, aucune spécificité lipidique n'est observée dans l'extraction. La BSP1 est la protéine la plus abondante du liquide séminal bovin et constitue un autre exemple de PEL naturel important. Elle se mélange aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et extrait des lipides de leur membrane, notamment le cholestérol et les phosphatidylcholines. Cette étape cruciale modifie la composition lipidique de la membrane du spermatozoïde, ce qui faciliterait par la suite la fécondation de l’ovule. Cependant, le contact prolongé de la protéine avec les spermatozoïdes endommagerait la semence. Cette thèse cherche donc à approfondir notre compréhension de ce délicat phénomène en étudiant le mécanisme moléculaire par lequel la protéine fragmente les membranes lipidiques. Les résultats des présents travaux permettent de proposer un mécanisme d’extraction lipidique en 3 étapes : 1) L'association à l’interface des membranes; 2) La relocalisation de l’interface vers le cœur lipidique; 3) La fragmentation des membranes. La BSP1 se lie directement à deux PC à l'interface; une quantité suffisante de PC dans les membranes est nécessaire pour permettre l'association et la fragmentation. Cette liaison spécifique ne mène généralement pas à une extraction lipidique sélective. L'impact des insaturations des chaînes lipidiques, de la présence de lysophosphatidylcholines, de phosphatidyléthanolamine, de cholestérol et de lipides anioniques est également évalué. Les présentes observations soulignent la complexe relation entre l'affinité d'un PEL pour une membrane et le niveau de fragmentation qu'il induit. L'importance de la relocalisation des PEL de l'interface vers le cœur hydrophobe des membranes pour permettre leur fragmentation est réitérée. Cette fragmentation semble s'accompagner d'une extraction lipidique préférentielle seulement lorsqu'une séparation de phase est induite au niveau de la membrane, nonobstant les interactions spécifiques PEL-lipide. Les prévalences des structures amphiphiles chez certains PEL, ainsi que de la fragmentation en auto-assemblages discoïdaux sont discutées. Finalement, le rôle des interactions électrostatiques entre les peptides antimicrobiens cationiques et les membranes bactériennes anioniques est nuancé : les résidus chargés diminueraient l'association des peptides aux membranes neutres suite à l'augmentation de leur énergie de solvatation.

Oviductal Fluid Proteins Associated with the Bovine Zona Pellucida and the Effect on In Vitro Sperm-Egg Binding, Fertilization and Embryo Development

Studies have demonstrated that oviductal fluid (ODF) proteins associate with eggs of numerous species including the bovine. In this study, the association of three ODF proteins, the bovine oestrus-associated protein, osteopontin (OPN), lipocalin-type prostaglandin D synthase (L-PGDS), with the bovine zona pellucida (ZP) was demonstrated by immunohistochemistry and western blot. The biological function of ODF derived egg-associated OPN and L-PGDS in sperm binding, fertilization and embryonic development was also explored. In vitro matured bovine oocytes were pre-incubated with ODF collected by cannula from cows in oestrus, or ODF with antibodies to OPN, L-PGDS and bovine serum albumin (BSA). Following incubation, oocytes were inseminated with 1 x 10(5) frozen-thawed spermatozoa, and they were evaluated for sperm binding, fertilization and embryonic development in vitro. Pre-treatment of ODF with antibodies to all of proteins reduced sperm binding to the ZP and fertilization in vitro. Cleavage rates were not significantly different among incubations, but rates of embryo development were significantly decreased. We conclude that antibodies to OPN, L-PGDS and BSA react with oocytes incubated with ODF and inhibit sperm binding, fertilization and embryonic development in vitro, suggesting a potential role of these proteins in these events.