The Molecular mechanisms of sperm-egg fusion in mouse

Abstract

Molekulární mechanismus fúze gamet zůstává i přes svoji klíčovou roli v oplození z velké části neobjasněn. Bylo popsáno několik molekul, mezi nimi spermatický protein IZUMO1 a tetraspanin CD9 na vajíčku, které jsou nutné pro průběh interakce a fúze gamet u myši. Ze známých dat se v posledních letech formuje koncept velkého multiproteinového komplexu na obou membránách, společně tvořících fúzní aparát. Předpokládá se, že tetraspanin CD9 hraje roli v organizaci a udržování membránových struktur díky laterálním interakcím s ostatními membránovými proteiny. Naproti tomu se očekává, že IZUMO1, obsahující imunoglobulinovou doménu (Ig), má na povrchu vajíčka svůj vazebný receptor. Ig doména je známá pro své interakce s jinými protein, mezi nimi především Fc receptory, které by tak mohly představovat potenciální vazebné proteiny na povrchu vajíčka. Nedávné experimenty identifikovaly molekulu Fc receptor-like 3 (FCRL-3) jako kandidátní vazebný faktor vajíčka pomocí metody one-bead one-compound. Cílem této práce bylo určit lokalizaci FCRL3 na myších vajíčcích a případnou kolokalizaci s proteinem IZUMO1 na komplexu vajíčka s navázanými spermiemi, nutnou pro jejich možnou interakci. Pomocí fluorescenčního značení byl FCRL-3 identifikován jak v cytoplazmě, tak na povrchu plazmatické membrány vajíčka. Příromnost...

The mechanism of gamete fusion remains largely unknown on molecular level despite its indisputable significance. A few molecules requisite for membrane interaction are known, among them IZUMO1 on sperm and tetraspanin CD9 on egg. A concept of a large multitprotein complex on both membranes forming a fusion machinery is recently emerging. CD9 is expected to play a role in organizing egg membrane order and to interact laterally with other factors. On the other hand, IZUMO1 contains one immunoglobulin (Ig) domain, which is known for its interaction with various molecules and thus is expected to have a binding partner on the egg membrane. Ig domains are known for their involvement in interactions with Fc receptors and Fc receptor-like molecules, which makes these a potential partner for sperm in gamete binding and fusion. Recent experiments identified Fc receptor-like 3 as a candidate binding partner for sperm by one-bead one-compound assay. The aim of presented study was to assess the localization of FCRL3 in mouse eggs, together with its potential co-localization with IZUMO1 on complexes of zona-free eggs with bound sperm. In this study, FCRL3 molecule has been found across the cytoplasm, possibly in the intracytoplasmic membrane compartments of the cell, as well as on the egg membrane. Its presence...