Published February 8, 2023 | Version v1
Publication Open

Loss-of-function mutations in CFAP57 cause multiple morphological abnormalities of the flagella in humans and mice

Description

Multiple morphological abnormalities of the sperm flagella (MMAF) are the most severe form of asthenozoospermia due to impaired axoneme structure in sperm flagella. Dynein arms are necessary components of the sperm flagellar axoneme. In this study, we recruited 3 unrelated consanguineous Pakistani families with multiple MMAF-affected individuals, who had no overt ciliary symptoms. Whole-exome sequencing and Sanger sequencing identified 2 cilia and flagella associated protein 57 (CFAP57) loss-of-function mutations (c.2872C>T, p. R958*; and c.2737C>T, p. R913*) recessively segregating with male infertility. A mouse model mimicking the mutation (c.2872C>T) was generated and recapitulated the typical MMAF phenotype of CFAP57-mutated individuals. Both CFAP57 mutations caused loss of the long transcript-encoded CFAP57 protein in spermatozoa from MMAF-affected individuals or from the Cfap57-mutant mouse model while the short transcript was not affected. Subsequent examinations of the spermatozoa from Cfap57-mutant mice revealed that CFAP57 deficiency disrupted the inner dynein arm (IDA) assembly in sperm flagella and that single-headed IDAs were more likely to be affected. Thus, our study identified 2 pathogenic mutations in CFAP57 in MMAF-affected individuals and reported a conserved and pivotal role for the long transcript-encoded CFAP57 in IDAs' assembly and male fertility.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

التشوهات المورفولوجية المتعددة لسوط الحيوانات المنوية (MMAF) هي أشد أشكال وهن الحيوانات المنوية بسبب ضعف بنية المحور العصبي في سوط الحيوانات المنوية. أذرع الداينين هي مكونات ضرورية للخيط المحوري للحيوانات المنوية. في هذه الدراسة، قمنا بتجنيد 3 عائلات باكستانية لا تربطها صلة قرابة مع العديد من الأفراد المتضررين من MMAF، والذين لم يكن لديهم أعراض هدبية علنية. حدد تسلسل إكسوم الكامل وتسلسل سانجر 2 أهداب وبروتين مرتبط بالسوط 57 (CFAP57) طفرات فقدان الوظيفة (c.2872C>T، p. R958*; and c.2737C>T, p. R913*) فصل بشكل متنحي مع العقم عند الذكور. تم إنشاء نموذج فأر يحاكي الطفرة (c.2872C>T) ولخص النمط الظاهري MMAF النموذجي للأفراد الذين تحوروا في CFAP57. تسببت كل من طفرات CFAP57 في فقدان البروتين CFAP57 المشفر بالنسخة الطويلة في الحيوانات المنوية من الأفراد المتضررين من MMAF أو من نموذج الفأر المتحور Cfap57 بينما لم يتأثر النص القصير. كشفت الفحوصات اللاحقة للحيوانات المنوية من الفئران الطافرة Cfap57 أن نقص CFAP57 عطل مجموعة ذراع الداينين الداخلية (IDA) في سوط الحيوانات المنوية وأن IDAs أحادية الرأس كانت أكثر عرضة للتأثر. وهكذا، حددت دراستنا طفرتين مسببتين للأمراض في CFAP57 في الأفراد المتضررين من MMAF وأبلغت عن دور محفوظ ومحوري لـ CFAP57 الطويل المشفر بالنسخة في مجموعة IDAs وخصوبة الذكور.

Translated Description (French)

Les anomalies morphologiques multiples des flagelles des spermatozoïdes (MMAF) sont la forme la plus grave d'asthénozoospermie due à une altération de la structure des axonèmes dans les flagelles des spermatozoïdes. Les bras de la dynéine sont des composants nécessaires de l'axonème flagellaire du sperme. Dans cette étude, nous avons recruté 3 familles pakistanaises consanguines non apparentées avec plusieurs personnes atteintes de MMAF, qui ne présentaient aucun symptôme ciliaire manifeste. Le séquençage de l'exome entier et le séquençage de Sanger ont identifié 2 mutations de perte de fonction de la protéine 57 associée aux cils et aux flagelles (CFAP57) (c.2872C >T, p. R958* ; etc.2737C >T, p. R913*) ségrégation récessive avec infertilité masculine. Un modèle murin mimant la mutation (c.2872C >T) a été généré et a récapitulé le phénotype MMAF typique des individus mutés CFAP57. Les deux mutations de CFAP57 ont causé la perte de la protéine CFAP57 codée par le transcrit long dans les spermatozoïdes des individus affectés par le MMAF ou du modèle de souris mutante Cfap57 alors que le transcrit court n'a pas été affecté. Des examens ultérieurs des spermatozoïdes de souris mutantes Cfap57 ont révélé que la carence en CFAP57 perturbait l'assemblage du bras de la dynéine interne (IDA) dans les flagelles du sperme et que les IDA à une seule tête étaient plus susceptibles d'être affectées. Ainsi, notre étude a identifié 2 mutations pathogènes dans CFAP57 chez les individus affectés par le MMAF et a rapporté un rôle conservé et pivot pour le long CFAP57 codé par transcription dans l'assemblage des IDA et la fertilité masculine.

Translated Description (Spanish)

Las múltiples anomalías morfológicas de los flagelos espermáticos (MMAF) son la forma más grave de astenozoospermia debido a la alteración de la estructura del axonema en los flagelos espermáticos. Los brazos de dineína son componentes necesarios del axonema flagelar del esperma. En este estudio, reclutamos a 3 familias pakistaníes consanguíneas no relacionadas con múltiples individuos afectados por MMAF, que no tenían síntomas ciliares manifiestos. La secuenciación del exoma completo y la secuenciación de Sanger identificaron 2 mutaciones de pérdida de función de la proteína 57 asociada a cilios y flagelos (CFAP57) (c.2872C >T, p. R958*; yc.2737C >T, p. R913*) segregación recesiva con infertilidad masculina. Se generó un modelo de ratón que imitaba la mutación (c.2872C >T) y recapituló el fenotipo MMAF típico de los individuos mutados con CFAP57. Ambas mutaciones de CFAP57 causaron la pérdida de la proteína CFAP57 codificada por el transcrito largo en espermatozoides de individuos afectados por MMAF o del modelo de ratón mutante Cfap57, mientras que el transcrito corto no se vio afectado. Los exámenes posteriores de los espermatozoides de ratones mutantes Cfap57 revelaron que la deficiencia de CFAP57 interrumpió el ensamblaje del brazo de dineína interna (IDA) en los flagelos de esperma y que los ida de una sola cabeza tenían más probabilidades de verse afectados. Por lo tanto, nuestro estudio identificó 2 mutaciones patógenas en CFAP57 en individuos afectados por MMAF e informó un papel conservado y fundamental para la CFAP57 codificada por transcripción larga en el ensamblaje de ida y la fertilidad masculina.

Files

pdf.pdf

Files (11.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8c2b1e8f4470f4fe0916cbedddf44976
11.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تسبب طفرات فقدان الوظيفة في CFAP57 تشوهات مورفولوجية متعددة للسوط في البشر والفئران
Translated title (French)
Les mutations de perte de fonction dans CFAP57 provoquent de multiples anomalies morphologiques des flagelles chez l'homme et la souris
Translated title (Spanish)
Las mutaciones de pérdida de función en CFAP57 causan múltiples anomalías morfológicas de los flagelos en humanos y ratones

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4319338537
DOI
10.1172/jci.insight.166869

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1756759128
  • https://openalex.org/W1967087018
  • https://openalex.org/W1970413157
  • https://openalex.org/W1973632178
  • https://openalex.org/W1984068087
  • https://openalex.org/W2011697505
  • https://openalex.org/W2022192316
  • https://openalex.org/W2024439539
  • https://openalex.org/W2024983197
  • https://openalex.org/W2038473742
  • https://openalex.org/W2053451392
  • https://openalex.org/W2124713008
  • https://openalex.org/W2148105023
  • https://openalex.org/W2170039745
  • https://openalex.org/W2263875137
  • https://openalex.org/W2326112268
  • https://openalex.org/W2586994065
  • https://openalex.org/W2613440566
  • https://openalex.org/W2808362706
  • https://openalex.org/W2885586011
  • https://openalex.org/W2916416419
  • https://openalex.org/W2972275979
  • https://openalex.org/W2982632190
  • https://openalex.org/W2984206624
  • https://openalex.org/W3000595084
  • https://openalex.org/W3005977348
  • https://openalex.org/W3011128991
  • https://openalex.org/W3012002136
  • https://openalex.org/W3018442141
  • https://openalex.org/W3035944615
  • https://openalex.org/W3038657332
  • https://openalex.org/W3047806245
  • https://openalex.org/W3048729698
  • https://openalex.org/W3092750605
  • https://openalex.org/W3095178328
  • https://openalex.org/W3120863217
  • https://openalex.org/W3123051249
  • https://openalex.org/W3123411243
  • https://openalex.org/W3134699601
  • https://openalex.org/W3158047193
  • https://openalex.org/W3168870404
  • https://openalex.org/W3175563114
  • https://openalex.org/W3175589294
  • https://openalex.org/W3181007691
  • https://openalex.org/W3182133009
  • https://openalex.org/W3183264310
  • https://openalex.org/W3187360807
  • https://openalex.org/W3192008138
  • https://openalex.org/W3193294983
  • https://openalex.org/W3194711989
  • https://openalex.org/W3212034596
  • https://openalex.org/W3212620550
  • https://openalex.org/W3214721600
  • https://openalex.org/W4205407706
  • https://openalex.org/W4210518303
  • https://openalex.org/W4211005481
  • https://openalex.org/W4214913211