Comparative testicular transcriptome of wild type and globozoospermic Dpy19l2knock out miceReportar como inadecuado




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Basic and Clinical Andrology

, 23:7

First Online: 03 September 2013Received: 29 April 2013Accepted: 22 July 2013

Abstract

BackgroundGlobozoospermia is a male infertility phenotype characterized by the presence in the ejaculate of near 100% acrosomeless round-headed spermatozoa with normal chromosomal content. Following intracytoplasmic sperm injection ICSI these spermatozoa give a poor fertilization rate and embryonic development. We showed previously that most patients have a 200 kb homozygous deletion, which includes DPY19L2 whole coding sequence. Furthermore we showed that the DPY19L2 protein is located in the inner nuclear membrane of spermatids during spermiogenesis and that it is necessary to anchor the acrosome to the nucleus thus performing a function similar to that realized by Sun proteins within the LINC-complex Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton. SUN1 was described to be necessary for gametogenesis and was shown to interact with the telomeres. It is therefore possible that Dpy19l2 could also interact, directly or indirectly, with the DNA and modulate gene expression during spermatogenesis.

In this study, we compared the transcriptome of testes from Dpy19l2 knock out and wild type mice in order to identify a potential deregulation of transcripts that could explain the poor fertilization potential of Dpy19l2 mutated spermatozoa.

MethodsRNA was extracted from testes from DPY19L2 knock out and wild type mice. The transcriptome was carried out using GeneChip® Mouse Exon 1.0 ST Arrays. The biological processes and molecular functions of the differentially regulated genes were analyzed with the PANTHER software.

ResultsA total of 76 genes were deregulated, 70 were up-regulated and 6 including Dpy19l2 were down-regulated. These genes were found to be involved in DNA-RNA binding, structural organization, transport and catalytic activity.

ConclusionsWe describe that an important number of genes are differentially expressed in Dpy19l2 mice. This work could help improving our understanding of Dpy19l2 functions and lead to a better comprehension of the molecular mechanism involved in spermatogenesis.

KeywordsMale infertility Globozoospermia Spermatogenesis Dpy19l2 Transcriptome AbbreviationsARAcrosomal reaction

DNADeoxyribonucleic acid

dNTPDeoxynucleotide triphosphates

FISHFluorescent in situ hybridization

ICSIIntracytoplasmic sperm injection

IVFIn vitro fertilization

KbKilobase 1000 nucleotides

KOKnock-out

LCRLow-copy repeats

LINCLinker of nucleoskeleton and cytoskeleton

NAHRNon-allelic homologous recombination

PCRPolymerase chain reaction

PLC zetaPhospholipase zeta

RNARibonucleic acid

WTWild type

ZPZona pellucida.

Electronic supplementary materialThe online version of this article doi:10.1186-2051-4190-23-7 contains supplementary material, which is available to authorized users.

Résumé

ContexteLa globozoospermie est caractérisée par la présence dans l’éjaculat de près de 100% de spermatozoïdes ronds et dépourvus d’acrosome qui présentent un contenu chromosomique normal. L’injection intracytoplasmique ICSI de ces spermatozoïdes donne cependant un taux de fécondation et de développement embryonnaire particulièrement bas. Nous avons montré précédemment que la plupart des patients globozoospermes présentent une délétion homozygote de 200 Kb qui inclue la totalité de la séquence codante du gène DPY19L2. De plus nous avons montré que la protéine DPY19L2 était localisée dans la membrane interne des noyaux des spermatides pendant la spermatogénèse et qu’elle est nécessaire pour fixer l’acrosome au noyau, réalisant ainsi une fonction similaire à celle des protéines Sun au sein du complexe LINC Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton. Il a par ailleurs été montré que SUN1 était nécessaire à la spermatogénèse et que cette protéine interagit avec les télomères chromosomiques. Il est donc possible que Dpy19l2 interagisse également, directement ou indirectement avec l’ADN et module l’expression génique lors de la spermatogénèse. Dans cette étude nous avons donc comparé le transcriptome de testicules de souris invalidées KO pour le gène Dpy19l2 à celui de souris sauvage afin d’identifier une éventuelle dérégulation génique qui pourrait expliquer le faible potentiel reproductif des spermatozoïdes globozoocéphales.

MéthodeL’ARN a été extrait de testicules de souris KO pour Dpy19l2 et de souris sauvages. Le transcriptome a été réalisé en utilisant des puces d’expression ® Mouse Exon 1.0 ST Arrays. Les processus biologiques et les fonctions des gènes dérégulés ont été analysés en utilisant le logiciel PANTHER.

RésultatsUn total de 76 gènes a été identifié comme étant dérégulés, 70 gènes étaient surexprimés et 6 incluant Dpy19l2 étaient sous-exprimés. Il s’agit de gènes principalement impliqués dans des interactions avec des acides nucléiques ADN-ARN, ou ayant un rôle structural, dans le transport, ou présentant une activité catalytique.

ConclusionsCette étude nous a permis d’identifier et de décrire un nombre important de gènes exprimés de manière différentielle chez les souris KO pour Dpy19l2. Ce travail peut permettre d’améliorer notre compréhension des fonctions de Dpy19l2 et peut contribuer à obtenir une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires nécessaire à la spermatogénèse.

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Autor: Thomas Karaouzène - Michèle El Atifi - Jean-Paul Issartel - Marianne Grepillat - Charles Coutton - Delphine Martinez - Chr

Fuente: https://link.springer.com/article/10.1186/2051-4190-23-7







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