Fertilization Induces a Transient Exposure of Phosphatidylserine in Mouse Eggs
Creators
- 1. Experimental Medicine and Biology Institute
- 2. University of Pennsylvania
- 3. Pontificia Universidad Católica de Chile
Description
Phosphatidylserine (PS) is normally localized to the inner leaflet of the plasma membrane and the requirement of PS translocation to the outer leaflet in cellular processes other than apoptosis has been demonstrated recently. In this work we investigated the occurrence of PS mobilization in mouse eggs, which express flippase Atp8a1 and scramblases Plscr1 and 3, as determined by RT-PCR; these enzyme are responsible for PS distribution in cell membranes. We find a dramatic increase in binding of flouresceinated-Annexin-V, which specifically binds to PS, following fertilization or parthenogenetic activation induced by SrCl2 treatment. This increase was not observed when eggs were first treated with BAPTA-AM, indicating that an increase in intracellular Ca(2+) concentration was required for PS exposure. Fluorescence was observed over the entire egg surface with the exception of the regions overlying the meiotic spindle and sperm entry site. PS exposure was also observed in activated eggs obtained from CaMKIIγ null females, which are unable to exit metaphase II arrest despite displaying Ca(2+) spikes. In contrast, PS exposure was not observed in TPEN-activated eggs, which exit metaphase II arrest in the absence of Ca(2+) release. PS exposure was also observed when eggs were activated with ethanol but not with a Ca(2+) ionophore, suggesting that the Ca(2+) source and concentration are relevant for PS exposure. Last, treatment with cytochalasin D, which disrupts microfilaments, or jasplakinolide, which stabilizes microfilaments, prior to egg activation showed that PS externalization is an actin-dependent process. Thus, the Ca(2+) rise during egg activation results in a transient exposure of PS in fertilized eggs that is not associated with apoptosis.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
عادة ما يتم وضع فوسفاتيديل سيرين (PS) في النشرة الداخلية لغشاء البلازما وقد تم إثبات متطلبات نقل PS إلى النشرة الخارجية في العمليات الخلوية بخلاف موت الخلايا المبرمج مؤخرًا. في هذا العمل، قمنا بالتحقيق في حدوث تحريك PS في بيض الفأر، والذي يعبر عن الطور المقلوب Atp8a1 و scramblases Plscr1 و 3، على النحو الذي يحدده RT - PCR ؛ هذا الإنزيم مسؤول عن توزيع PS في أغشية الخلايا. نجد زيادة كبيرة في ربط الفلورسسينات- الملحق- V، والذي يرتبط على وجه التحديد بـ PS، بعد الإخصاب أو التنشيط العذري الناجم عن علاج SrCl2. لم تلاحظ هذه الزيادة عندما عولج البيض لأول مرة بـ BAPTA - AM، مما يشير إلى أن هناك حاجة إلى زيادة في تركيز Ca(2+) داخل الخلايا للتعرض لـ PS. لوحظ التألق على سطح البويضة بأكمله باستثناء المناطق التي تغطي المغزل الانتصافي وموقع دخول الحيوانات المنوية. كما لوحظ التعرض لـ PS في البويضات المنشطة التي تم الحصول عليها من CaMKIIγ null females، والتي لا تستطيع الخروج من توقيف الطور الثاني على الرغم من ظهور طفرات الكالسيوم(2+). على النقيض من ذلك، لم يلاحظ التعرض لـ PS في البيض المنشط بـ TPEN، والذي يخرج من المرحلة الاستوائية II في غياب إطلاق Ca(2+). كما لوحظ التعرض لـ PS عندما تم تنشيط البيض مع الإيثانول ولكن ليس مع أيونوفور Ca(2+)، مما يشير إلى أن مصدر وتركيز Ca(2+) مناسبان للتعرض لـ PS. أخيرًا، أظهر العلاج باستخدام السيتوكالاسين D، الذي يعطل الخيوط الدقيقة، أو jasplakinolide، الذي يثبت الخيوط الدقيقة، قبل تنشيط البويضة أن إخراج PS هو عملية تعتمد على الأكتين. وبالتالي، فإن ارتفاع الكالسيوم(2+) أثناء تنشيط البويضة يؤدي إلى تعرض عابر لـ PS في البويضات المخصبة غير المرتبطة بالاستماتة.Translated Description (French)
La phosphatidylsérine (PS) est normalement localisée sur le feuillet interne de la membrane plasmique et l'exigence de translocation de la PS vers le feuillet externe dans les processus cellulaires autres que l'apoptose a été démontrée récemment. Dans ce travail, nous avons étudié l'occurrence de la mobilisation de la PS dans les œufs de souris, qui expriment la flippase Atp8a1 et les scramblases Plscr1 et 3, telles que déterminées par RT-PCR ; ces enzymes sont responsables de la distribution de la PS dans les membranes cellulaires. Nous constatons une augmentation spectaculaire de la liaison de l'annexine-V farinée, qui se lie spécifiquement au PS, suite à la fécondation ou à l'activation parthénogénétique induite par le traitement au SrCl2. Cette augmentation n'a pas été observée lorsque les œufs ont été traités pour la première fois avec du BAPTA-AM, ce qui indique qu'une augmentation de la concentration intracellulaire de Ca(2+) était nécessaire pour l'exposition au PS. La fluorescence a été observée sur toute la surface de l'œuf à l'exception des régions recouvrant le fuseau méiotique et le site d'entrée des spermatozoïdes. L'exposition au PS a également été observée dans les œufs activés obtenus à partir de femelles CaMKIIγ nulles, qui sont incapables de sortir de l'arrêt de la métaphase II malgré l'apparition de pics de Ca(2+). En revanche, l'exposition au PS n'a pas été observée dans les œufs activés par le TPEN, qui sortent de l'arrêt de la métaphase II en l'absence de libération de Ca(2+). L'exposition au PS a également été observée lorsque les œufs étaient activés avec de l'éthanol mais pas avec un ionophore Ca(2+), ce qui suggère que la source et la concentration de Ca(2+) sont pertinentes pour l'exposition au PS. Enfin, le traitement par la cytochalasine D, qui perturbe les microfilaments, ou jasplakinolide, qui stabilise les microfilaments, avant l'activation de l'œuf a montré que l'externalisation du PS est un processus dépendant de l'actine. Ainsi, l'augmentation de Ca(2+) pendant l'activation de l'œuf entraîne une exposition transitoire de PS dans les œufs fécondés qui n'est pas associée à l'apoptose.Translated Description (Spanish)
La fosfatidilserina (PS) normalmente se localiza en la valva interna de la membrana plasmática y recientemente se ha demostrado la necesidad de translocación de PS a la valva externa en procesos celulares distintos de la apoptosis. En este trabajo investigamos la ocurrencia de movilización de PS en huevos de ratón, que expresan flippasa Atp8a1 y scramblasas Plscr1 y 3, según lo determinado por RT-PCR; estas enzimas son responsables de la distribución de PS en las membranas celulares. Encontramos un aumento dramático en la unión de la anexina-V fluoresceinada, que se une específicamente a PS, después de la fertilización o la activación partenogenética inducida por el tratamiento con SrCl2. Este aumento no se observó cuando los huevos se trataron por primera vez con BAPTA-AM, lo que indica que se requería un aumento en la concentración intracelular de Ca(2+) para la exposición a PS. Se observó fluorescencia en toda la superficie del huevo con la excepción de las regiones que recubren el huso meiótico y el sitio de entrada de los espermatozoides. También se observó exposición a PS en huevos activados obtenidos de hembras nulas CaMKIIγ, que no pueden salir de la detención de la metafase II a pesar de mostrar picos de Ca(2+). Por el contrario, no se observó exposición a PS en huevos activados por TPEN, que salen de la detención de la metafase II en ausencia de liberación de Ca(2+). También se observó exposición a PS cuando los huevos se activaron con etanol pero no con un ionóforo de Ca(2+), lo que sugiere que la fuente y la concentración de Ca(2+) son relevantes para la exposición a PS. Por último, el tratamiento con citocalasina D, que altera los microfilamentos, o jasplakinolida, que estabiliza los microfilamentos, antes de la activación del huevo mostró que la externalización de PS es un proceso dependiente de actina. Por lo tanto, el aumento de Ca(2+) durante la activación del óvulo da como resultado una exposición transitoria de PS en óvulos fertilizados que no está asociada con la apoptosis.Files
journal.pone.0071995&type=printable.pdf
Files
(4.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8e7013277325d198c1f35fd1c3757ee8
|
4.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التسميد يحث على التعرض المؤقت للفوسفاتيديل سيرين في بيض الفأر
- Translated title (French)
- La fécondation induit une exposition transitoire de la phosphatidylsérine dans les œufs de souris
- Translated title (Spanish)
- La fertilización induce una exposición transitoria de fosfatidilserina en huevos de ratón
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2089533116
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0071995
References
- https://openalex.org/W1560179018
- https://openalex.org/W1677450889
- https://openalex.org/W169361905
- https://openalex.org/W1795108245
- https://openalex.org/W1909315002
- https://openalex.org/W1940692702
- https://openalex.org/W1965361683
- https://openalex.org/W1967202041
- https://openalex.org/W1979154802
- https://openalex.org/W1990198778
- https://openalex.org/W1994784580
- https://openalex.org/W1997730586
- https://openalex.org/W1998841258
- https://openalex.org/W2001589641
- https://openalex.org/W2002416967
- https://openalex.org/W2009298563
- https://openalex.org/W2011891169
- https://openalex.org/W2012183207
- https://openalex.org/W2018122591
- https://openalex.org/W2020761369
- https://openalex.org/W2022098021
- https://openalex.org/W2026593691
- https://openalex.org/W2027708251
- https://openalex.org/W2029109099
- https://openalex.org/W2031325281
- https://openalex.org/W2031556599
- https://openalex.org/W2034361434
- https://openalex.org/W2036409173
- https://openalex.org/W2041309408
- https://openalex.org/W2046138985
- https://openalex.org/W2055401750
- https://openalex.org/W2061844961
- https://openalex.org/W2062096030
- https://openalex.org/W2064884184
- https://openalex.org/W2067295025
- https://openalex.org/W2078826636
- https://openalex.org/W2080927554
- https://openalex.org/W2081494398
- https://openalex.org/W2092544515
- https://openalex.org/W2097939257
- https://openalex.org/W2099133435
- https://openalex.org/W2099467740
- https://openalex.org/W2106961531
- https://openalex.org/W2108449887
- https://openalex.org/W2119632652
- https://openalex.org/W2120810059
- https://openalex.org/W2122560671
- https://openalex.org/W2123494692
- https://openalex.org/W2125040592
- https://openalex.org/W2127739281
- https://openalex.org/W2131632105
- https://openalex.org/W2139319210
- https://openalex.org/W2142804096
- https://openalex.org/W2144106756
- https://openalex.org/W2150839256
- https://openalex.org/W2313663547
- https://openalex.org/W2408163919