Repositorio
Institucional

Farias, Jorge G.

Dumorne, Kelly

Figueroa, Elias

Cosson, Jacky

Lee-Estevez, Manuel

Ulloa-Rodriguez, Patricio

Valdebenito, Ivan

Protein phosphorylation and ions effects on salmonid sperm motility activation

WILEY

REVIEWS IN AQUACULTURE

en

Sperm motility is considered as a key factor allowing determination of semen quality and predicts fertilizing capacity. In many fish species, the spermatozoa are immotile in the testes and seminal plasma, and motility is induced when they are released in the aqueous environment. Initiation and activation of sperm motility are prerequisite processes for the contact and fusion of male and female gametes at fertilization. Many proteins are involved in the activation of sperm motility in many species. Cell signalling for the initiation of sperm motility in the salmonid fish has drawn much attention during the last two decades. In some species, protein phosphorylation process was shown to be involved in flagellar motility regulation. Hyperpolarization of the sperm membrane induces synthesis of cAMP (cyclic AMP), which triggers further cell signalling processes, such as cAMP-dependent protein phosphorylation that finally initiates sperm motility in salmonid fish. Ions such as Na+, K+ and Ca2+ play also an important role in the activation of sperm motility in many species, more specifically in salmonids. Salmonid fish sperm motility can be suppressed by millimolar concentrations of extracellular K+, and dilution of K+ upon spawning is enough to trigger the cAMP-dependent signalling cascade leading to motility initiation. This review aims to updatethe present knowledge about the roles of ions and protein phosphorylation process in the sperm motility activation in salmonids.

La motilidad espermática se considera un factor clave que permite la determinación de la calidad del semen y predice la capacidad de fertilización. En muchas especies de peces, los espermatozoides son inmóviles en los testículos y el plasma seminal, y la motilidad se induce cuando se liberan en el medio acuoso. La iniciación y la activación de la motilidad espermática son procesos prerrequisitos para el contacto y la fusión de los gametos masculinos y femeninos en la fertilización. Muchas proteínas están involucradas en la activación de la motilidad espermática en muchas especies. La señalización celular para la iniciación de la motilidad espermática en los peces salmónidos ha atraído mucha atención durante las últimas dos décadas. En algunas especies, se ha demostrado que el proceso de fosforilación de proteínas está involucrado en la regulación de la motilidad flagelar. La hiperpolarización de la membrana espermática induce la síntesis de AMPc (AMP cíclico), que desencadena otros procesos de señalización celular, como la fosforilación de proteínas dependiente de AMPc que finalmente inicia la motilidad espermática en los peces salmónidos. Iones como Na+, K+ y Ca2+ también desempeñan un papel importante en la activación de la motilidad espermática en muchas especies, más específicamente en salmónidos. La motilidad espermática de los salmónidos puede verse suprimida por concentraciones milimolares de K+ extracelular, y la dilución de K+ durante el desove es suficiente para desencadenar la cascada de señalización dependiente de AMPc que conduce al inicio de la motilidad. Esta revisión tiene como objetivo actualizar el conocimiento actual sobre el papel de los iones y el proceso de fosforilación de proteínas en la activación de la motilidad espermática en salmónidos.

Artículo de revisión

Un agradecimiento especial al Dr. William Shelton (Instituto de Investigación de Cultivo de Peces e Hidrobiología, Facultad de Pesca y Protección de Aguas, Universidad de Bohemia del Sur, eske Budejovice, República Checa) por su ayuda en la edición del manuscrito. El estudio fue financiado por las siguientes fuentes: Proyecto FONDECYT No. 1151315, Becas para estudios de Doctorado en Chile, Ministerio de Educación, Juventud y Deportes de la República Checa - proyectos 'CENAKVA' (No. CZ.1.05/2.1.00/01.0024), 'CENAKVA II' (No. LO1205 bajo el programa NPU I) y COST (No LD14119), Agencia de Becas de la Universidad de Bohemia del Sur en Ceske Budejovice (No. 114/2013/Z), la Fundación Checa para la Ciencia (P502/15-12034S) y parcialmente financiado por la Oficina COST (Acción FA1205 de COST para la Alimentación y la Agricultura: AQUAGAMETE).

Special thanks to Dr. William Shelton (Research Institute of Fish Culture and Hydrobiology, Faculty of Fisheries and Protection of Waters, University of South Bohemia, eske Budejovice, Czech Republic) for his help in editing the manuscript. The study was financially supported by the following sources: Project FONDECYT No. 1151315, Grants for Ph.D studies in Chile, Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic - projects 'CENAKVA' (No. CZ.1.05/2.1.00/01.0024), 'CENAKVA II' (No. LO1205 under the NPU I program) and COST (No LD14119), Grant Agency of the University of South Bohemia in Ceske Budejovice (No. 114/2013/Z), the Czech Science Foundation (P502/15-12034S) and partially funded by COST Office (Food and Agriculture COST Action FA1205: AQUAGAMETE).

10.1111/raq.12198

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cell signalling

fish spermatozoa

motility initiation

protein phosphorylation

sperm motility

señalización celular

espermatozoides de pescado

iniciación de la motilidad

fosforilación de proteínas

motilidad de los espermatozoides

Fisheries

cell signalling

fish spermatozoa

motility initiation

protein phosphorylation

sperm motility

señalización celular

espermatozoides de pescado

iniciación de la motilidad

fosforilación de proteínas

motilidad de los espermatozoides

Biología Reproductiva

Fisiología

Biología Molecular

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hibrida

metadata

metadata

WOS:000440683100013

Protein phosphorylation and ions effects on salmonid sperm motility activation

Artículo de revisión

WILEY

REVIEWS IN AQUACULTURE

Pesca

1753-5123

en

ANID FONDECYT 1151315

Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic CENAKVA CZ.1.05/2.1.00/01.0024

Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic CENAKVA II' LO1205

Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic COST LD14119

University of South Bohemia in Ceske Budejovice 114/2013/Z

Czech Science Foundation P502/15-12034S

AQUAGAMETE FA1205

Special thanks to Dr. William Shelton (Research Institute of Fish Culture and Hydrobiology, Faculty of Fisheries and Protection of Waters, University of South Bohemia, eske Budejovice, Czech Republic) for his help in editing the manuscript. The study was financially supported by the following sources: Project FONDECYT No. 1151315, Grants for Ph.D studies in Chile, Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic - projects 'CENAKVA' (No. CZ.1.05/2.1.00/01.0024), 'CENAKVA II' (No. LO1205 under the NPU I program) and COST (No LD14119), Grant Agency of the University of South Bohemia in Ceske Budejovice (No. 114/2013/Z), the Czech Science Foundation (P502/15-12034S) and partially funded by COST Office (Food and Agriculture COST Action FA1205: AQUAGAMETE).

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ANID FONDECYT 1151315#Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic CENAKVA CZ.1.05/2.1.00/01.0024#Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic CENAKVA II' LO1205#Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic COST LD14119#University of South Bohemia in Ceske Budejovice 114/2013/Z#Czech Science Foundation P502/15-12034S#AQUAGAMETE FA1205