Expressão de protamina 1, 2 e Catsper 1 em espermatozóides de garanhões

Abstract

A identificação de genes envolvidos na reprodução masculina e a avaliação de suas funções melhoram a compreensão sobre as bases moleculares da espermatogênese, fertilização, qualidade espermática e infertilidade masculina. A protamina 1 (PRM1) e a protamina 2 (PRM2) se ligam ao DNA espermático para produzir uma cromatina altamente condensada, que é necessária para minimizar o volume nuclear para melhorar a ergonomia do espermatozoide e para proteger o material genético. O gene Catsper 1 codifica uma proteína de canal de cálcio que é exclusiva dos espermatozoides e tem um papel vital na motilidade espermática e na fertilidade masculina. O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão dos genes PRM1, PRM2 e Catsper 1 no espermatozoide equino e suas relações com a qualidade espermática e a fertilidade em garanhões. Foram realizadas coletas de sêmen de 18 garanhões, os quais foram divididos em dois grupos, férteis e subférteis, com base na taxa de prenhez por ciclo. A concentração espermática foi avaliada em câmara de Neubauer. A análise da integridade física da membrana foi realizada utilizando-se sondas fluorescentes. A integridade funcional da membrana plasmática foi avaliada por meio do teste hiposmótico. As demais análises foram realizadas através do Computer Assisted Sperm Analysis AndroVision®. O RNAm foi extraído dos espermatozoides e a verificação da expressão dos genes PRM1, PRM2 e Catsper 1 foi realizada através da técnica de qPCR. Os resultados demonstram uma maior expressão de PRM1 e Catsper 1 no grupo de garanhões férteis comparado aos subférteis e não ocorreu diferença na expressão de PRM2; não houve correlação da expressão de PRM1 e PRM2 com parâmetros de qualidade espermática; houve correlação da expressão de Catsper 1 com morfologia e com parâmetros de motilidade. Foi encontrada correlação negativa entre a relação PRM1/PRM2 e fertilidade e parâmetros de motilidade. Concluiu-se que os genes PRM1, e Catsper 1 estão relacionados com a fertilidade e a qualidade espermática em garanhões, e podem servir como marcadores gênicos.

Several genes are involved in male reproduction and the fertilization cascade and could serve as fertility markers. Identifying these genes and assessing their functions would improve our understanding of the molecular basis of spermatogenesis, fertilization, sperm quality, and male infertility. The protamine 1 (PRM1) and protamine 2 (PRM2) genes encode PRM1 and PRM2 proteins, which bind to DNA to produce a highly condensed chromatin, which is required to minimize nuclear volume to improve sperm ergonomics and to protect genetic material. The Catsper 1 gene encodes a calcium channel protein that is unique to sperm and plays a vital role in sperm motility and male fertility. There are few researches about the molecular mechanisms that affect stallion fertility. The present study aimed to verify the gene expression of PRM1, PRM2 and Catsper 1 in equine sperm and their relationship with sperm quality and fertility in stallions. Semen collections of 18 stallions were performed and the stallions were divided into two groups, fertile and subfertile, based on the pregnancy rate per cycle. Semen analysis were performed and the mRNA was extracted from sperm. Gene expression of PRM1, PRM2 and Catsper 1 in the extracted RNA from the sperm cell was verified by qPCR technique. The results show a higher expression of PRM1 and Catsper 1 in the fertile stallions group and no has difference in PRM2 expression; there was no correlation between PRM1 and PRM2 expression with sperm quality parameters; Catsper 1 expression was correlated with morphology and motility parameters; There was a negative correlation between PRM1 / PRM2 ratio and fertility and motility parameters. We conclude that PRM1, and Catsper 1 genes can be used as markers of fertility and sperm quality in stallions.