Published December 1, 2002 | Version v1
Publication Open

The Intraacrosomal Calcium Pool Plays a Direct Role in Acrosomal Exocytosis

Creators

  • 1. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. National University of Cuyo
  • 4. Universidad Nacional Autónoma de México

Description

The acrosome reaction is a unique type of regulated exocytosis. The single secretory granule of the sperm fuses at multiple points with the overlying plasma membrane. In the past few years we have characterized several aspects of this process using streptolysin O-permeabilized human spermatozoa. Here we show that Rab3A triggers acrosomal exocytosis in the virtual absence of calcium in the cytosolic compartment. Interestingly, exocytosis is blocked when calcium is depleted from intracellular stores. By using a membrane-permeant fluorescent calcium probe, we observed that the acrosome actually behaves as a calcium store. Depleting calcium from this compartment by using a light-sensitive chelator prevents secretion promoted by Rab3A. UV inactivation of the chelator restores exocytosis. Rab3A-triggered exocytosis is blocked by calcium pump and inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3)-sensitive calcium channel inhibitors. Calcium measurements inside and outside the acrosome showed that Rab3A promotes a calcium efflux from the granule. Interestingly, release of calcium through IP3-sensitive calcium channels was necessary even when exocytosis was initiated by increasing free calcium in the extraacrosomal compartment in both permeabilized and intact spermatozoa. Our results show that a calcium efflux from the acrosome through IP3-sensitive channels is necessary downstream Rab3A activation during the membrane fusion process leading to acrosomal exocytosis.

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

Translated Description (Arabic)

تفاعل الجسيم الطرفي هو نوع فريد من طرد الخلايا المنظم. تندمج الحبيبة الإفرازية المفردة للحيوانات المنوية في نقاط متعددة مع غشاء البلازما المغطى. في السنوات القليلة الماضية، ميزنا العديد من جوانب هذه العملية باستخدام الحيوانات المنوية البشرية المنفذة للحالات العقدية. هنا نظهر أن Rab3A يؤدي إلى طرد الخلايا الجسيمية في الغياب الافتراضي للكالسيوم في الحجرة الخلوية. ومن المثير للاهتمام أن طرد الخلايا يتم حظره عندما يتم استنفاد الكالسيوم من المخازن داخل الخلايا. باستخدام مسبار الكالسيوم الفلورسنت الغشائي، لاحظنا أن الجسيم الطرفي يتصرف في الواقع كمخزن للكالسيوم. استنزاف الكالسيوم من هذه الحجرة باستخدام خلابي حساس للضوء يمنع الإفراز الذي يعززه Rab3A. يعمل تعطيل الجهاز الخلابي بالأشعة فوق البنفسجية على استعادة عملية طرد الكريات. يتم حظر طرد الكريات الذي يسببه Rab3A بواسطة مضخة الكالسيوم ومثبطات قناة الكالسيوم الحساسة للإينوسيتول 1،4،5 - ثلاثي الفوسفات (IP3). أظهرت قياسات الكالسيوم داخل وخارج الجسيم الطرفي أن Rab3A يعزز تدفق الكالسيوم من الحبيبة. ومن المثير للاهتمام، أن إطلاق الكالسيوم من خلال قنوات الكالسيوم الحساسة لـ IP3 كان ضروريًا حتى عندما بدأ استخراج الكريات عن طريق زيادة الكالسيوم الحر في الحجرة خارج الصبغي في كل من الحيوانات المنوية المخترقة والسليمة. تظهر نتائجنا أن تدفق الكالسيوم من الجسيم الطرفي عبر القنوات الحساسة لـ IP3 ضروري لتنشيط Rab3A في اتجاه مجرى النهر أثناء عملية اندماج الغشاء مما يؤدي إلى إخراج جسيمات الطرفي.

Translated Description (French)

La réaction acrosomique est un type unique d'exocytose régulée. Le granule sécrétoire unique du sperme fusionne en plusieurs points avec la membrane plasmique sus-jacente. Au cours des dernières années, nous avons caractérisé plusieurs aspects de ce processus en utilisant des spermatozoïdes humains perméabilisés à la streptolysine O. Nous montrons ici que Rab3A déclenche une exocytose acrosomique en l'absence virtuelle de calcium dans le compartiment cytosolique. Fait intéressant, l'exocytose est bloquée lorsque le calcium est épuisé des réserves intracellulaires. En utilisant une sonde de calcium fluorescente perméable à la membrane, nous avons observé que l'acrosome se comporte réellement comme une réserve de calcium. L'épuisement du calcium de ce compartiment à l'aide d'un chélateur photosensible empêche la sécrétion promue par Rab3A. L'inactivation UV du chélateur restaure l'exocytose. L'exocytose déclenchée par Rab3A est bloquée par la pompe à calcium et les inhibiteurs des canaux calciques sensibles au 1,4,5-trisphosphate (IP3) d'inositol. Les mesures de calcium à l'intérieur et à l'extérieur de l'acrosome ont montré que Rab3A favorise un efflux de calcium du granule. Fait intéressant, la libération de calcium par les canaux calciques sensibles à l'IP3 était nécessaire même lorsque l'exocytose était initiée par l'augmentation du calcium libre dans le compartiment extraacrosomal dans les spermatozoïdes perméabilisés et intacts. Nos résultats montrent qu'un efflux de calcium de l'acrosome à travers les canaux sensibles à l'IP3 est nécessaire en aval de l'activation de Rab3A pendant le processus de fusion membranaire conduisant à l'exocytose acrosomique.

Translated Description (Spanish)

La reacción del acrosoma es un tipo único de exocitosis regulada. El único gránulo secretor del esperma se fusiona en múltiples puntos con la membrana plasmática suprayacente. En los últimos años hemos caracterizado varios aspectos de este proceso utilizando espermatozoides humanos permeabilizados con estreptolisina O. Aquí mostramos que Rab3A desencadena la exocitosis acrosómica en ausencia virtual de calcio en el compartimento citosólico. Curiosamente, la exocitosis se bloquea cuando el calcio se agota de las reservas intracelulares. Mediante el uso de una sonda de calcio fluorescente permeable a la membrana, observamos que el acrosoma en realidad se comporta como un almacén de calcio. El agotamiento del calcio de este compartimento mediante el uso de un quelante sensible a la luz evita la secreción promovida por Rab3A. La inactivación UV del quelante restaura la exocitosis. La exocitosis desencadenada por Rab3A es bloqueada por la bomba de calcio y los inhibidores de los canales de calcio sensibles al inositol 1,4,5-trisfosfato (IP3). Las mediciones de calcio dentro y fuera del acrosoma mostraron que Rab3A promueve un eflujo de calcio desde el gránulo. Curiosamente, la liberación de calcio a través de canales de calcio sensibles a IP3 fue necesaria incluso cuando se inició la exocitosis al aumentar el calcio libre en el compartimento extraacrosómico en espermatozoides permeabilizados e intactos. Nuestros resultados muestran que es necesario un eflujo de calcio desde el acrosoma a través de canales sensibles a IP3 aguas abajo de la activación de Rab3A durante el proceso de fusión de la membrana que conduce a la exocitosis acrosómica.

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ 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
md5:65863dfa60999a55b6905d9851bb6ff4
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تلعب بركة الكالسيوم داخل الجسيم دورًا مباشرًا في استخلاص الجسيم الطرفي
Translated title (French)
Le pool calcique intraacrosomal joue un rôle direct dans l'exocytose acrosomale
Translated title (Spanish)
El reservorio de calcio intraacrosómico desempeña un papel directo en la exocitosis acrosómica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2150667140
DOI
10.1074/jbc.m208587200

Is supplement to
https://openalex.org/W954614054 (Other)
https://openalex.org/W778875091 (Other)
https://openalex.org/W3143836592 (Other)
https://openalex.org/W2384280000 (Other)
https://openalex.org/W2372164235 (Other)
https://openalex.org/W2118200842 (Other)
https://openalex.org/W2116535415 (Other)
https://openalex.org/W2090295573 (Other)
https://openalex.org/W2044410996 (Other)
https://openalex.org/W1560137781 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1485762016
  • https://openalex.org/W1511107734
  • https://openalex.org/W1522789903
  • https://openalex.org/W1556110303
  • https://openalex.org/W1980953168
  • https://openalex.org/W1984296208
  • https://openalex.org/W1991493476
  • https://openalex.org/W2008146383
  • https://openalex.org/W2009225669
  • https://openalex.org/W2011122826
  • https://openalex.org/W2011167171
  • https://openalex.org/W2014999503
  • https://openalex.org/W2018509604
  • https://openalex.org/W2019770785
  • https://openalex.org/W2040347577
  • https://openalex.org/W2045580924
  • https://openalex.org/W2046976037
  • https://openalex.org/W2062524235
  • https://openalex.org/W2077341898
  • https://openalex.org/W2080556515
  • https://openalex.org/W2084344861
  • https://openalex.org/W2090376125
  • https://openalex.org/W2103194330
  • https://openalex.org/W2103609214
  • https://openalex.org/W2107854932
  • https://openalex.org/W2115102751
  • https://openalex.org/W2122613408
  • https://openalex.org/W2130913355
  • https://openalex.org/W2131653836
  • https://openalex.org/W2141260882
  • https://openalex.org/W2142281745
  • https://openalex.org/W2149079593
  • https://openalex.org/W2158598914
  • https://openalex.org/W2162754718
  • https://openalex.org/W2399280246