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 SARP2 as molecular marker of human sperm morphology
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/5800

title: SARP2 as molecular marker of human sperm morphology
other titles: SARP2 como marcador molecular de morfologia de espermatozóides humanos
authors: Santos, Nadine Castelhano
advisors: Fardilha, Margarida Sâncio da Cruz
keywords: Biologia molecular
Espermatozóides
Fosfatases
Fosforilação
Infertilidade masculina
Marcadores bioquímicos
issue date: 2011
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: A fosforilação proteica resulta de um equilíbrio entre fosfatases e quinases constituindo o principal regulador da maioria dos mecanismos existentes nos sistemas biológicos. Muitas doenças (cancro, diabetes, doenças neurodegenerativas, infertilidade, etc.) estão associadas à disrupção deste equilíbrio levando a mudanças nas actividades enzimáticas das proteínas fostatase e quinase. A proteína fosfatase 1 (PP1) é a principal fosfatase serina/treonina sendo ubíqua e altamente conservada nos eucariotas. A PP1 controla várias funções, tais como, a divisão celular, a transcrição, a neurotransmissão, a mobilidade dos espermatozóides, entre outras. A fosforilação proteica é uma das formas de os espermatozóides adquirirem funcionalidade, sendo a proteína PP1γ2 a isoforma mais fortemente enriquecida. Assim, no interior do espermatozóide podemos encontrar a PP1γ2 associada ao comprimento total da cauda e à região equatorial da cabeça, sugerindo uma possível função na mobilidade e reacção acrossómica, respectivamente. Existem inúmeras proteínas que interagem com a PP1γ2 que têm vindo a contribuir para a compreensão do seu papel nas funções fisiológicas do espermatozóide. Apesar de existirem outros, nesta tese, o complexo que serviu de ponto de partida foi o complexo SARP2/PP1γ2. Este complexo inclui uma nova proteína derivada de splicing, primeiramente descrita por Browne e os seus colaboradores em 2007, contendo três isoformas. Nesta tese foi usada a isoforma SARP2. O complexo foi encontrado fortemente enriquecido em espermatozóides e esta descoberta levou a estudos futuros com vista a descobrir a sua função fisiológica no espermatozóide. Usando a proteína SARP2 como um possível marcador molecular procurou-se verificar se era possível distinguir os espermatozóides em normais ou anormais. Considerando a actual necessidade em desenvolver novas técnicas de diagnóstico da infertilidade masculina, a descoberta de biomarcadores pode apresentar uma possível via, especialmente devido à perda de valor da avaliação dos parâmetros de um espermograma. No presente trabalho descobriu-se uma localização sub-celular no espermatozóide diferente da descrita anteriormente. O padrão de expressão da SARP2 é muito variável existindo catorze padrões diferentes do padrão normal encontrado. Contudo não foi possível confirmar com total certeza de que tínhamos um putativo marcador molecular. O presente trabalho fornece dados suficientes para que no futuro se possa realizar um plano experimental optimizado, com mais voluntários, representativo da população Portuguesa. Por fim, é necessário complementar o estudo com testes paralelos (fragmentação do DNA, ROS, etc.) que permitam avaliar a normalidade ou não de um espermatozóide em contraponto com a observada no estudo.

Protein phosphorylation, is the result of a balance between phosphatases and kinases being the key regulator for the major mechanisms in biological systems. Many diseases (cancer, diabetes, neurodegenerative conditions, infertility, etc.) are associated to the disruption of this balance leading to changes in the activities of both kinases and phosphatases enzymes. Protein phosphatase 1 (PP1) is a major serine/threonine phosphatase, ubiquitous and conserved in eukaryotes. PP1 controls a variety of functions, such as, cell division, transcription, neurotransmission, sperm motility, among others. Protein phosphorylation is one of the ways by which spermatozoa acquire functionality; being PP1γ2 a sperm enriched protein. Moreover, within spermatozoa PP1γ2 is present along the entire length of the tail and equatorial region of the head, suggesting a role in sperm motility and acrossome reaction, respectively. There are several interacting proteins of PP1γ2 which are leading to a revelation of its role in sperm functions. Although there are others, in this thesis, the complex that was the leading point of the study was the new complex SARP2/PP1γ2. This complex includes a new spliced protein firstly described by Browne and co-workers in 2007, which has three different isoforms. In this thesis SARP2 was the isoform used. The complex was found to be enriched in sperm, and this discovery lead to further studies on the possible role of this complex in sperm functions. The relevance of using SARP2 as a putative molecular marker to distinguish normal and abnormal spermatozoa was studied. Since nowadays there is a urgent need to change the way in which men infertility is being diagnosed, especially by the use of the traditional semen parameters evaluated in a spermogram, the biomarker discovery could be a way. In this thesis it was discovered a subcellular localization within human spermatozoa different from the one described before. The expression pattern of SARP2 is very variable; there are fourteen other patterns besides the normal one. Although, it was not possible to confirm with certain that we had a putative molecular marker. The present study gave enough data to proceed in the future, with the elaboration of an optimized experimental plan using more volunteers, to get a representative sample of the Portuguese population. Finally, it is necessary to complement this study with parallel tests (DNA fragmentation, ROS, etc) to ascertain if having a spermatozoon classified as normal, according to our study, is always synonymous of having a normal spermatozoon.
description: Mestrado em Biologia Aplicada - Biologia Molecular e Celular
URI: http://hdl.handle.net/10773/5800
appears in collectionsBIO - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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