Aquaporins in boar and bull spermatozoa: identification and functional implications

Abstract

Aquaporins (AQPs) are proteins involved in the transport of water and some other solutes across plasma membranes. The fact that mammalian spermatozoa are highly permeable to water suggests the presence of these proteins. Taking into account that AQPs have been poorly studied in male germ cells, the present Thesis Dissertation is focused on the study of the presence, localisation and function of AQP3, AQP7 and AQP11 in the sperm of two major livestock species (porcine and bovine). On the one hand, this Thesis has demonstrated that these three proteins are found in different regions (head, neck or tail) of the ejaculated sperm in both species. On the other hand, this Dissertation has determined the relationship of the relative abundance of AQP3, AQP7 and AQP11 with sperm cryotolerance and in vitro fertilizing ability of frozen-thawed sperm. Following this, AQP3 and AQP7 have been found to be freezability markers in boar sperm, whereas AQP7 and AQP11 have been indentified to be crucial for bull sperm cryotolerance. Altogether, these results contribute to increase our knowledge about the function of these proteins in mammalian sperm and may also allow the selection of those fresh ejaculates that exhibit higher sperm cryotolerance.

Les aquaporines són proteïnes relacionades amb el transport d’aigua i altres soluts a través de les membranes plasmàtiques. El fet que l’espermatozoide madur de mamífer sigui una cèl·lula altament permeable a l’aigua suggereix la presència d’aquestes proteïnes. Tenint en compte que les aquaporines s’han estudiat més aviat poc en les cèl·lules germinals masculines, aquesta Tesi Doctoral s’ha centrat en l’estudi de la presència, localització i funció de les aquaporines 3, 7 i 11 en els espermatozoides de dues espècies d’interès productiu (porcina i bovina). D’una banda, aquest estudi ha demostrat que aquestes tres proteïnes es troben en diferents regions (cap, coll o cua) dels espermatozoides d’ambdues espècies. D’altra banda, aquesta Tesi també ha determinat que hi ha una relació entre la quantitat relativa d’aquestes proteïnes, la criotolerància de les ejaculacions i la capacitat fecundant in vitro després de la descongelació, de tal manera que es pot considerar que les AQP3 i AQP7 són marcadors de congelabilitat de l’esperma porcí i les AQP7 i AQP11 ho són de l’esperma boví. En conjunt, tots aquests resultats contribueixen a incrementar el nostre coneixement sobre el paper d’aquestes proteïnes en els espermatozoides de mamífer i permeten una millor selecció de les ejaculacions prèvia a la seva conservació.