L'isolement et la In vitro Activation des Caenorhabditis elegans Sperme

Singaravelu, G., Chatterjee, I., Marcello, M. R., Singson, A. Isolation and In vitro Activation of Caenorhabditis elegans Sperm. J. Vis. Exp. (47), e2336, doi:10.3791/2336 (2011).

Les mâles et les hermaphrodites sont les deux formes sexuelles naturellement trouvé dans le nématode C. elegans. Les spermatozoïdes sont produits par amiboïde deux mâles et hermaphrodites. Dans la phase antérieure de la gamétogenèse, les cellules germinales des hermaphrodites se différencier en un nombre limité de sperme - environ 300 - et sont stockés dans un petit «sac» appelé la spermathèque. Plus tard, les hermaphrodites produisent continuellement ovocytes ^1. En revanche, les mâles produisent des spermatozoïdes exclusivement au long de leur vie adulte. Les mâles produisent des spermatozoïdes, si bien qu'il représente> 50% des cellules totales dans un ^deux ver adulte typique. Par conséquent, isoler les spermatozoïdes de mâles est plus facile que de celui des hermaphrodites.

Seule une faible proportion d'hommes sont naturellement généré spontanée due à la non-disjonction des chromosomes X ^3. Traversée hermaphrodites avec des mâles ou plus commodément, l'introduction de mutations pour donner naissance à Lui (incidence élevée de mâles) phénotype sont certaines des stratégies à travers lequel on peut enrichir la population masculine ^3.

Les mâles peuvent être facilement distingués des hermaphrodites en observant les ^quatre morphologie de la queue. La queue Hermaphrodite est souligné, tandis que la queue mâle est arrondi avec des structures d'accouplement.

Couper la queue des communiqués grand nombre de spermatides stockées à l'intérieur l'appareil reproducteur masculin. La dissection est réalisée sous un microscope stéréo en utilisant des aiguilles de calibre 27. Depuis spermatides ne sont pas physiquement connecté avec les autres cellules, la pression hydraulique expulse le contenu interne du corps masculin, y compris les spermatides ^2.

Les mâles sont directement disséqués sur une petite goutte de 'moyen du sperme ». Spermatides sont sensibles à l'altération du pH. Ainsi, HEPES, un composé avec une bonne capacité tampon est utilisé dans les médias du sperme. Le glucose et d'autres sels présents dans les médias du sperme aider à maintenir la pression osmotique pour maintenir l'intégrité des spermatozoïdes.

Post-méiotiques différenciation des spermatides en spermatozoïdes est appelée spermiogenèse ou l'activation des spermatozoïdes. Shakes ^{5, 6} et Nelson précédemment montré que les spermatides rondes peuvent être induites à se différencier en spermatozoïdes en ajoutant des composés activant diverses, y compris Pronase E. Ici nous démontrons in vitro de la spermiogenèse de C. spermatides elegans utilisant Pronase E.

Spermiogenèse réussie est pré-requis pour la fertilité et donc les mutants défectueux dans spermiogenèse sont stériles. Jusqu'alors plusieurs mutants ont été révélé défectueux spécifiquement dans ^sept processus de spermiogenèse. Anomalie trouvée lors de l'activation in vitro du roman de SPE (spermatogenèse défectueuse) mutants serait nous aider à découvrir d'autres joueurs participant à cet événement.

Aucun conflit d'intérêt déclaré.

Nous remercions Samuel Ward, Diane C. Shakes et Gregory Nelson pour le pionnier de cette technique. Nous tenons à remercier Pavan Kadandale et Brian Geldziler des vidéos montrant des spermatozoïdes activé; des membres du laboratoire pour les discussions utiles Singson; CCG pour les souches et les NIH pour nous soutenir par le biais de subvention (R01HD054681).

1. Kimble, J. & Crittenden, S. L. Controls of germline stem cells, entry into meiosis, and the Sperm/Oocyte decision in Caenorhabditis elegans. Annual Review of Cell and Developmental Biology 23, 405-433, (2007).
2. Lhernault, S. W. & Roberts, T. M. in Methods in Cell Biology, Vol 48 Vol. 48 Methods in Cell Biology 273-301 (1995).
3. Hodgkin, J., Horvitz, H. & Brenner, S. Nondisjunction Mutants of the Nematode Caenorhabditis elegans. Genetics 91, 67-94 (1979).
4. Altun, Z.F. and Hall, D.H. Introduction to male C. elegans anatomy. In WormAtlas, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, (2008).
5. Shakes, D. & Ward, S. Initiation of spermiogenesis in C. elegans: a pharmacological and genetic analysis. Dev Biol 134, 189-200, (1989).
6. Nelson, G. A. & Ward, S. Vesicle fusion, pseudopod extension and amoeboid motility are induced in nematode spermatids by the ionophore monensin. Cell 19, 457-464 (1980).
7. L'Hernault, S. W. The genetics and cell biology of spermatogenesis in the nematode C. elegans. Molecular and Cellular Endocrinology 306, 59-65, (2009).
8. Chatterjee, I., Richmond, A., Putiri, E., Shakes, D. & Singson, A. The Caenorhabditis elegans spe-38 gene encodes a novel four-pass integral membrane protein required for sperm function at fertilization. Development 132, 2795-2808, (2005).
9. Xu, X. & Sternberg, P. A C. elegans sperm TRP protein required for sperm-egg interactions during fertilization. Cell 114, 285-297, (2003).
10. Nelson, G., Roberts, T. & Ward, S. Caenorhabditis elegans spermatozoan locomotion: amoeboid movement with almost no actin. J Cell Biol 92, 121-131 (1982).
11. Machaca, K., DeFelice, L. J., & L'Hernault, S. W. A novel chloride channel localizes to Caenorhabditis elegans spermatids and chloride channel blockers induce spermatid differentiation. Dev Biol 176, 1-16, (1996).
12. LaMunyon, C. & Ward, S. Assessing the viability of mutant and manipulated sperm by artificial insemination of Caenorhabditis elegans. Genetics 138, 689-692 (1994).

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