The sodium–proton exchangers sNHE and NHE1 control plasma membrane hyperpolarization in mouse sperm
- Autores
- Novero, Analia Guadalupe; Torres Rodríguez, Paulina; De la Vega Beltrán, José L.; Schiavi Ehrenhaus, Liza Jamaica; Luque, Guillermina Maria; Carruba, Micaela; Stival, Cintia Estefanía; Gentile, Iñaki; Ritagliati, Carla; Santi, Celia M.; Nishigaki, Takuya; Krapf, Diego; Buffone, Mariano Gabriel; Darszon, Alberto; Treviño, Claudia L.; Krapf, Dario
- Año de publicación
- 2024
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- Sperm capacitation is a complex process that takes place in the female reproductive tract and empowers mammalian sperm with the competence to fertilize an egg. It consists of an intricate cascade of events that can be mimicked in vitro through incubation in a medium containing essential components, such as bicarbonate, albumin, Ca2+, and energy substrates, among others. Genetic and pharmacological studies have underscored the unique significance of the K+ channel SLO3 in membrane potential hyperpolarization, as evidenced by the infertility of mice lacking its expression. Notably, two key molecular events, sperm hyperpolarization and intracellular alkalinization, are central to the capacitation process. SLO3 is activated by alkalinization. However, the molecular mechanisms responsible for intracellular alkalization and activation of SLO3 are not completely understood. In this study, we examined the impact of Na+/H+ exchangers (NHEs) on mouse sperm membrane hyperpolarization during capacitation. Pharmacological inhibition of the NHE1 blocked membrane hyperpolarization. A similar effect was observed in sperm deficient of the Ca2+ channel CatSper because of NHE1 not being activated by Ca2+. In addition, the sperm-specific NHE (sNHE) KO did not show membrane hyperpolarization upon capacitation or induction with cAMP analogs. Our results show that sNHE is dually modulated by cAMP and membrane hyperpolarization probably through its cyclic nucleotide-binding domain and the voltage-sensor motif, respectively. Together, sNHE and NHE1 provide the alkalinization need for SLO3 activation during capacitation.
Fil: Novero, Analia Guadalupe. 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: Torres Rodríguez, Paulina. Universidad Nacional Autónoma de México; México
Fil: De la Vega Beltrán, José L.. Universidad Nacional Autónoma de México; México
Fil: Schiavi Ehrenhaus, Liza Jamaica. 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: 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: Carruba, Micaela. 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: 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: Gentile, Iñaki. 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: Santi, Celia M.. University of Washington; Estados Unidos
Fil: Nishigaki, Takuya. 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: Darszon, Alberto. Universidad Nacional Autónoma de México; México
Fil: Treviño, Claudia L.. Universidad Nacional Autónoma de México; México
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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Sodium–proton exchange
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- acceso abierto
- Condiciones de uso
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The sodium–proton exchangers sNHE and NHE1 control plasma membrane hyperpolarization in mouse spermNovero, Analia GuadalupeTorres Rodríguez, PaulinaDe la Vega Beltrán, José L.Schiavi Ehrenhaus, Liza JamaicaLuque, Guillermina MariaCarruba, MicaelaStival, Cintia EstefaníaGentile, IñakiRitagliati, CarlaSanti, Celia M.Nishigaki, TakuyaKrapf, DiegoBuffone, Mariano GabrielDarszon, AlbertoTreviño, Claudia L.Krapf, DarioSodium–proton exchangeMembrane hyperpolarizationFertilizacionSperm potassium channelhttps://purl.org/becyt/ford/1.6https://purl.org/becyt/ford/1Sperm capacitation is a complex process that takes place in the female reproductive tract and empowers mammalian sperm with the competence to fertilize an egg. It consists of an intricate cascade of events that can be mimicked in vitro through incubation in a medium containing essential components, such as bicarbonate, albumin, Ca2+, and energy substrates, among others. Genetic and pharmacological studies have underscored the unique significance of the K+ channel SLO3 in membrane potential hyperpolarization, as evidenced by the infertility of mice lacking its expression. Notably, two key molecular events, sperm hyperpolarization and intracellular alkalinization, are central to the capacitation process. SLO3 is activated by alkalinization. However, the molecular mechanisms responsible for intracellular alkalization and activation of SLO3 are not completely understood. In this study, we examined the impact of Na+/H+ exchangers (NHEs) on mouse sperm membrane hyperpolarization during capacitation. Pharmacological inhibition of the NHE1 blocked membrane hyperpolarization. A similar effect was observed in sperm deficient of the Ca2+ channel CatSper because of NHE1 not being activated by Ca2+. In addition, the sperm-specific NHE (sNHE) KO did not show membrane hyperpolarization upon capacitation or induction with cAMP analogs. Our results show that sNHE is dually modulated by cAMP and membrane hyperpolarization probably through its cyclic nucleotide-binding domain and the voltage-sensor motif, respectively. Together, sNHE and NHE1 provide the alkalinization need for SLO3 activation during capacitation.Fil: Novero, Analia Guadalupe. 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: Torres Rodríguez, Paulina. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: De la Vega Beltrán, José L.. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Schiavi Ehrenhaus, Liza Jamaica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. 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Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Gentile, Iñaki. 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: Santi, Celia M.. University of Washington; Estados UnidosFil: Nishigaki, Takuya. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Krapf, Diego. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Buffone, Mariano Gabriel. 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