Les spermatozoïdes matures sont caractérisés par une tête, une pièce médiane et une longue queue pour la locomotion. Des chercheurs de l’hôpital universitaire de Bonn (UKB) et de l’unité de recherche transdisciplinaire « Vie et santé » de l’université de Bonn ont découvert qu’une perte de la protéine structurelle ACTL7B bloque la spermatogenèse chez les souris mâles. Les cellules ne peuvent plus développer leur forme caractéristique et rester sous une forme plutôt ronde. Les animaux sont stériles.
Les résultats de l’étude ont maintenant été publié dans la revue Développement.
Les spermatozoïdes mâles sont constamment produits en grande quantité dans les testicules au cours de ce qu’on appelle la spermatogenèse. Au cours de ce processus, les spermatozoïdes allongés typiques sont formés à partir de cellules germinales rondes. Cet énorme changement de forme nécessite une réorganisation fine de protéines structurelles spécialisées. L’une de ces protéines structurales est ACTL7B.
« Comme elle est exclusivement produite chez l’homme et la souris lors de la maturation du sperme mâle, il a été postulé que la protéine est importante pour cette phase de développement », note l’auteur correspondant, le professeur Hubert Schorle de l’Institut de pathologie de l’UKB, qui est également membre du domaine de recherche transdisciplinaire (TRA) « Vie et santé » de l’Université de Bonn.
Pour étudier le rôle de la protéine structurale dans la spermiogenèse, l’équipe du professeur Schorle a généré un modèle de souris présentant une mutation du gène Actl7b à l’aide d’une technologie d’édition génétique. Il en résulte une perte totale de fonction d’ACTL7B. « Sans ACTL7B, le développement est bloqué, les cellules restent souvent dans une forme arrondie, ne forment généralement pas la forme allongée typique des spermatozoïdes et meurent dans une large mesure », explique la première auteure, Gina Esther Merges, doctorante au laboratoire du professeur Schorle.
Perturbation du réseau de protéines
Dans ce contexte, les chercheurs de Bonn ont découvert qu’ACTL7B est nécessaire à la réorganisation du cytosquelette des spermatides. À l’aide d’analyses spectrométriques de masse, ils ont identifié deux partenaires d’interaction d’ACTL7B, DYNLL1 et DYNLL2.
« Nous avons pu montrer que sans la protéine structurale, DYNLL1 et 2 ne sont pas correctement localisés dans les spermatides rondes. Puisqu’il s’agit probablement d’un complexe protéique plus grand avec d’autres partenaires d’interaction, nous attribuons l’effet décrit ci-dessus à une perte de sensibilité temporelle et spatiale. redistribution précisément régulée et ciblée de ces protéines », note Schorle.
Cela explique pourquoi le sperme de souris mâles porteuses d’un gène Actl7b muté n’est pas capable de développer la forme caractéristique. Pour cette raison, les animaux sont stériles. De plus, selon d’autres recherches, il existe des preuves que les niveaux de protéine ACTL7B sont réduits chez certaines patientes fertiles. « Notre étude montre que des mutations du gène Actl7b pourraient être à l’origine de l’infertilité masculine », explique Schorle.
Plus d’information:
Gina E. Merges et al, Le déficit en Actl7b entraîne une mauvaise localisation des chaînes légères de dynéine de type LC8 et une perturbation de la spermatogenèse murine, Développement (2023). DOI : 10.1242/dev.201593