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Acrosome reaction of spermatozoa in the Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis (Decapoda, Grapsidae): induced by anti-spermatozoal membrane proteins antiserum

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[Three kinds of spermatozoal proteins, i.e., spermatophore matrix proteins, spermatozoal membrane proteins (SMPs), and proteins released during the acrosome reaction (AR), were extracted from good quality fresh spermatozoa of the Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis (Decapoda, Grapsidae) and used to immunize three groups of ICR (Institute of Cancer Research) female mice to yield the respective antisera. Incubations of spermatozoa with or without the antisera obtained, were carried out in order to evaluate their effects on the acrosomal status and AR percentage. The results show that the anti-spermatophore matrix proteins antiserum, control serum, or Ca2+-free artificial seawater, all failed to induce AR, and the anti-proteins released during AR antiserum only just induced an AR of 4.7%. In contrast, there was a score of more than 90% AR in spermatozoa incubated with the anti-SMPs antiserum, which presented all four steps of AR in about 1.5 h, and an extremely significant difference in the AR percentages (P < 0.01) between the anti-SMPs antiserum and other media. These results demonstrate that, on the spermatozoal membrane, there is/are a/some protein(s) inhibiting AR. AR may occur when the protein(s) is/are combined and blocked by its/their antiserum. In addition, the discovery that the anti-SMPs antiserum activates spermatozoa represents a novel, efficient, and operational method for inducing AR in E. sinensis. Trois sortes de protéines du spermatozoïde, i.e., protéines de la matrice du spermatophore, de la membrane du spermatozoïde (SMPs), et protéines libérées au cours de la réaction acrosomiale (RA), ont été extraites à partir de spermatozoïdes frais de bonne qualité du crabe chinois, Eriocheir sinensis (Decapoda, Grapsidae) et ont été utilisées pour immuniser trois groupes de souris femelles de l'ICR (Institute of Cancer Research) pour obtenir les antisérums respectifs. Des incubations de spermatozoïdes avec ou sans antisérum ont été effectuées afin d'évaluer leurs effets sur la statut de l'acrosome et le pourcentage de réaction acrosomiale (RA). Les résultats montrent que l'antisérum anti-protéines de la matrice du spermatophore, le sérum témoin ou de l'eau de mer artificielle sans Ca2+, n'arrivent pas à induire la RA, et que l'antisérum contre les protéines libérées au cours de la RA induisent seulement une RA de 4.7%. Au contraire le taux a été de plus de 90% de RA pour les spermatozoïdes incubés avec l'antisérum anti-membrane du spermatozoïde (SMPs); les quatre étapes de la RA ont été observées en 1h30, avec une différence hautement significative entre les pourcentages de RA (P < 0.01) entre l'antisérum anti-SMPs et les autres milieux. Ces résultats démontrent que, sur la membrane du spermatozoïde il y a une/des protéine(s) inhibant la RA. La RA pourrait s'effectuer quand la ou les protéines sont combinées ou bloquées par leur antisérum. De plus, la découverte que l'antisérum anti-SMPs active le spermatozoïde représente une méthode nouvelle efficace et opérationnelle pour induire la RA chez E. sinensis., Three kinds of spermatozoal proteins, i.e., spermatophore matrix proteins, spermatozoal membrane proteins (SMPs), and proteins released during the acrosome reaction (AR), were extracted from good quality fresh spermatozoa of the Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis (Decapoda, Grapsidae) and used to immunize three groups of ICR (Institute of Cancer Research) female mice to yield the respective antisera. Incubations of spermatozoa with or without the antisera obtained, were carried out in order to evaluate their effects on the acrosomal status and AR percentage. The results show that the anti-spermatophore matrix proteins antiserum, control serum, or Ca2+-free artificial seawater, all failed to induce AR, and the anti-proteins released during AR antiserum only just induced an AR of 4.7%. In contrast, there was a score of more than 90% AR in spermatozoa incubated with the anti-SMPs antiserum, which presented all four steps of AR in about 1.5 h, and an extremely significant difference in the AR percentages (P < 0.01) between the anti-SMPs antiserum and other media. These results demonstrate that, on the spermatozoal membrane, there is/are a/some protein(s) inhibiting AR. AR may occur when the protein(s) is/are combined and blocked by its/their antiserum. In addition, the discovery that the anti-SMPs antiserum activates spermatozoa represents a novel, efficient, and operational method for inducing AR in E. sinensis. Trois sortes de protéines du spermatozoïde, i.e., protéines de la matrice du spermatophore, de la membrane du spermatozoïde (SMPs), et protéines libérées au cours de la réaction acrosomiale (RA), ont été extraites à partir de spermatozoïdes frais de bonne qualité du crabe chinois, Eriocheir sinensis (Decapoda, Grapsidae) et ont été utilisées pour immuniser trois groupes de souris femelles de l'ICR (Institute of Cancer Research) pour obtenir les antisérums respectifs. Des incubations de spermatozoïdes avec ou sans antisérum ont été effectuées afin d'évaluer leurs effets sur la statut de l'acrosome et le pourcentage de réaction acrosomiale (RA). Les résultats montrent que l'antisérum anti-protéines de la matrice du spermatophore, le sérum témoin ou de l'eau de mer artificielle sans Ca2+, n'arrivent pas à induire la RA, et que l'antisérum contre les protéines libérées au cours de la RA induisent seulement une RA de 4.7%. Au contraire le taux a été de plus de 90% de RA pour les spermatozoïdes incubés avec l'antisérum anti-membrane du spermatozoïde (SMPs); les quatre étapes de la RA ont été observées en 1h30, avec une différence hautement significative entre les pourcentages de RA (P < 0.01) entre l'antisérum anti-SMPs et les autres milieux. Ces résultats démontrent que, sur la membrane du spermatozoïde il y a une/des protéine(s) inhibant la RA. La RA pourrait s'effectuer quand la ou les protéines sont combinées ou bloquées par leur antisérum. De plus, la découverte que l'antisérum anti-SMPs active le spermatozoïde représente une méthode nouvelle efficace et opérationnelle pour induire la RA chez E. sinensis.]

Affiliations: 1: College of Life Sciences, Hebei University, Wusi East Road 180, Baoding 071002, the People's Republic of China

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