Disruption of protein kinase A localization induces acrosomal exocytosis in capacitated mouse sperm

Autores
Stival, Cintia Estefanía; Ritagliati, Carla; Xu, Xing; Gervasi, Maria Gracia; Luque, Guillermina Maria; Baró Graf, Carolina; De La Vega Beltrn, José Luis; Torres, Nicolás; Darszon, Alberto; Krapf, Diego; Buffone, Mariano Gabriel; Visconti, Pablo E.; Krapf, Dario
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Protein kinase A (PKA) is a broad-spectrum Ser/Thr kinase involved in the regulation of several cellular activities. Thus, its precise activation relies on being localized at specific subcellular places known as discrete PKA signalosomes. A-Kinase anchoring proteins (AKAPs) form scaffolding assemblies that play a pivotal role in PKA regulation by restricting its activity to specific microdomains. Because one of the first signaling events observed during mammalian sperm capacitation is PKA activation, understanding how PKA activity is restricted in space and time is crucial to decipher the critical steps of sperm capacitation. Here, we demonstrate that the anchoring of PKA to AKAP is not only necessary but also actively regulated during sperm capacitation. However, we find that once capacitated, the release of PKA from AKAP promotes a sudden Ca2+ influx through the sperm-specific Ca2+ channel CatSper, starting a tail-to-head Ca2+ propagation that triggers the acrosome reaction. Three-dimensional super-resolution imaging confirmed a redistribution of PKA within the flagellar structure throughout the capacitation process, which depends on anchoring to AKAP. These results represent a new signaling event that involves CatSper Ca2+ channels in the acrosome reaction, sensitive to PKA stimulation upon release from AKAP.
Fil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Xu, Xing. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unidos
Fil: Gervasi, Maria Gracia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentina. University of Massachussets; Estados Unidos
Fil: Luque, Guillermina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina
Fil: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: De La Vega Beltrn, José Luis. Universidad Nacional Autónoma de México; México
Fil: Torres, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina
Fil: Darszon, Alberto. Universidad Nacional Autónoma de México; México
Fil: Krapf, Diego. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unidos
Fil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina
Fil: Visconti, Pablo E.. University of Massachussets; Estados Unidos
Fil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Materia
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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Because one of the first signaling events observed during mammalian sperm capacitation is PKA activation, understanding how PKA activity is restricted in space and time is crucial to decipher the critical steps of sperm capacitation. Here, we demonstrate that the anchoring of PKA to AKAP is not only necessary but also actively regulated during sperm capacitation. However, we find that once capacitated, the release of PKA from AKAP promotes a sudden Ca2+ influx through the sperm-specific Ca2+ channel CatSper, starting a tail-to-head Ca2+ propagation that triggers the acrosome reaction. Three-dimensional super-resolution imaging confirmed a redistribution of PKA within the flagellar structure throughout the capacitation process, which depends on anchoring to AKAP. These results represent a new signaling event that involves CatSper Ca2+ channels in the acrosome reaction, sensitive to PKA stimulation upon release from AKAP.Fil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Xu, Xing. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Gervasi, Maria Gracia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. 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Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Darszon, Alberto. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Krapf, Diego. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Visconti, Pablo E.. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. 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