Фосфопротеомный профиль спермы сибирского осетра (Acipenser baerii, Brandt, 1869): изменения, индуцированные криоконсервацией с DMSO и метанолом

Криоконсервация спермы является ключевой технологией в аквакультуре, обеспечивающей долгосрочное сохранение генетического материала исчезающих видов, таких как сибирский осетр (Acipenser baerii, Brandt, 1869). Хотя метанол (MeOH) и диметилсульфоксид (DMSO) сходным образом влияют на качество спермы осетра после оттаивания, DMSO значительно снижает показатели вылупляемости. Учитывая наши предыдущие данные о различиях протеома спермы в зависимости от криопротектора, мы исследовали молекулярную основу дисфункции, индуцируемой DMSO, с помощью безметочного количественного фосфопротеомного анализа. В свежей сперме было идентифицировано 1 649 сайтов фосфорилирования на 736 белках, что составляет наиболее обширную базу данных фосфорилированных белков спермы у рыб. Анализ функционального обогащения показал, что эти фосфопротеины в основном вовлечены в организацию ресничек, энергетический метаболизм, сперматогенез, трансмембранный транспорт, везикулярный транспорт и связывание сперматозоидов с зоной пеллюцида, преимущественно локализуясь в цитоплазме, ресничках и митохондриях. Криоконсервация существенно изменила фосфопротеом: 269 фосфосайтов продемонстрировали дифференциальную фосфорилирование между свежими и криоконсервированными образцами. DMSO вызвал изменения фосфорилирования в 231 сайте на 114 белках, тогда как MeOH затронул 260 сайтов на 127 белках. Были выявлены различные паттерны фосфорилирования для каждого криопротектора; общие изменения касались сборки ресничек, гликолиза, метаболизма фосфатидилинозитолов, структуры хроматина и регуляции ионных каналов, что связано с нарушением подвижности, дестабилизацией мембраны и снижением целостности акрозомы. Специфические для DMSO изменения нарушали структуру нуклеопоринов и организацию центриолей, а также ингибировали Rho-сигнальный путь, важный для акрозомальной реакции и динамики актиновых филаментов, что вероятно способствует низкой вылупляемости. Напротив, MeOH уникально усиливал сигналы AMP-активируемой протеинкиназы (AMPK), способствуя буферизации митохондриального АТФ и энергетическому гомеостазу. Настоящее исследование представляет первый комплексный фосфопротеомный анализ спермы осетра и связывает нарушения, вызванные DMSO, с ухудшением результатов оплодотворения.