Меню каталога
Закрыть


03.04.2019

Дефосфорилирование протамина 2 в точке ser56 критически важно для созревания in vivo сперматозоидов у мышей

Дефосфорилирование протаминов в размножении

Основную роль при сверхплотной упаковке ДНК сперматозоидов на последней стадии созревания играют протамины. Itoh и др. создали линию мышей с дефицитом белков теплового шока и шаперона Hspa4l, которые вовлечены в процесс сперматогенеза. Мыши оказались бесплодными, у самцов наблюдалось нарушение строения головок сперматозоидов, по фенотипу схожи с линией, дефицитной по фосфатазе Ppp1cc2. Авторы продемонстрировали, что Hspa4l необходим для высвобождения Ppp1cc2 из комплекса с несколькими шаперонами, а также обеспечивает ее транслокацию на хроматин. Эксперименты in vitro показали, что Ppp1cc2 дефосфорилирует протамин 2 в точке Ser56. Экспрессия нефосфорилированного протамина 2 в точке Ser56 обеспечивало бесплодность дефицитных по Hspa4l мышей, что свидетельствует о том, что дефосфорилирование протамина 2 в точке Ser56 крайне важно для его нормального функционирования в процессе созревания сперматозоидов.

 

Краткое описание

Посттрансляционные изменения гистонов критически важны для нормального сперматогенеза, так же, как и в других тканях. Однако во время сперматогенеза происходит замена гистонов на протамины, которые важны для плотной упаковки ДНК в сперматозоидах. Протамины также подвергаются посттрансляционным модификациям посредством фосфорилирования и дефосфорилирования, что подтолкнуло нас к исследованию основополагающих биологических механизмов и последствий их регуляции. Основываясь на утверждении, что в процесс сперматогенеза вовлечен белок теплового шока Hspa4l, мы создали линию мышей, дефицитных по Hspa4l (Hspa4l-null mice), у которых наблюдалось бесплодие, сочетанное с мальформацией головок сперматозоидов. По фенотипу эти мыши были схожи с Ppp1cc-дефицитной линией мышей, также мы обнаружили, что содержание сперм-специфичной изоформы фосфатазы Ppp1cc (Ppp1cc2), связанной с хроматином было значительно ниже в Hspa4l-null линии мышей по сравнению с дикими мышами. Мы также обнаружили, что Ppp1cc2 является субстратом для шаперонов Hsc70 и Hsp70 и что Hspa4l катализирует процесс высвобождения Ppp1cc2 из этих комплексов, позволяя Ppp1cc2 транслоцироваться на хроматин. Выделение и анализ фосфотаз показал, что дефосфорилирование протамина 2 в точке локализации серина 56 (Prm2 Ser56) реализуется фосфатазой Ppp1cc2. Для подтверждения биологической роли дефосфорилирования Prm2 Ser56 нами была введена мутация Ser56 в аланин в сайте Prm2 (Prm2 S56A). Введение этой мутации в Hspa4l-null линию мышей (Hspa4l−/−; Prm2S56A/S56A) привело к восстановлению мальформаций головок сперматозоидов и бесплодия у линии мышей Hspa4l−/−. Дефосфорилирующий сигнал к элиминированию остатка фосфорной кислоты оказался критически важным, что раскрывает механизм и биологическую роль дефосфорилирования Prm2 для сперматозоидов in vivo.


Оригинал статьи


Назад к статьям