The Seminal plasma proteins Peptidyl arginine deaminase 2, rRNA adenine N (6)-methyltransferase and KIAA0825 are linked to better motility post thaw in stallions

Abstract

Seminal plasma plays an important role in sperm physiology. Seminal plasma proteins vehiculated in microvesicles, carry RNAs and proteins with a potential role in early embryo development. Additionally, proteins present in seminal plasma participate in redox regulation and energy metabolism. In view of these facts, we hypothesized that differences in protein composition of the seminal plasma among stallions may help to explain differences in freeze-ability seen among them. Three independent ejaculates from 10 different stallions of varying breeds were frozen using standard protocols in our laboratory. Aliquots of the ejaculate were separated and stored at 80 C until further proteomic analysis. Semen analysis was performed using computer assisted sperm analysis and flow cytometry. Significant differences in proteome composition of seminal plasma were observed in the group of stallions showing better motility post thaw. 3116 proteins were identified, and of these, 34 were differentially expressed in stallions with better motility post thaw, 4 of them were also differentially expressed in stallions with different percentages of linearly motile sperm post thaw and 1 protein, Midasin, was expressed in stallions showing high circular velocity post thaw. Seminal plasma proteins may play a major role in sperm functionality; being vehiculated through extracellular vesicles and participating in sperm physiology. Bioinformatic analysis identifies discriminant proteins able to predict the outcome of cryopreservation, identifying potential new biomarkers to assess ejaculate quality

El plasma seminal desempeña un papel importante en la fisiología de los espermatozoides. Las proteínas del plasma seminal, vehiculadas en microvesículas, transportan ARN y proteínas con un papel potencial en el desarrollo embrionario temprano. Además, las proteínas presentes en el plasma seminal participan en la regulación redox y el metabolismo energético. A la vista de estos hechos, planteamos la hipótesis de que las diferencias en la composición proteica del plasma seminal entre sementales pueden ayudar a explicar las diferencias de congelabilidad observadas entre ellos. Se congelaron tres eyaculados independientes de 10 sementales diferentes de distintas razas siguiendo los protocolos estándar de nuestro laboratorio. Se separaron alícuotas del eyaculado y se almacenaron a 80 C hasta su posterior análisis proteómico. El análisis del semen se realizó mediante análisis espermático asistido por ordenador y citometría de flujo. Se observaron diferencias significativas en la composición proteómica del plasma seminal en el grupo de sementales que mostraban una mejor motilidad tras la descongelación. Se identificaron 3116 proteínas, y de éstas, 34 se expresaron diferencialmente en sementales con mejor motilidad post descongelación, 4 de ellas también se expresaron diferencialmente en sementales con diferentes porcentajes de espermatozoides linealmente móviles post descongelación y 1 proteína, Midasina, se expresó en sementales con alta velocidad circular tras la descongelación. Las proteínas del plasma seminal pueden desempeñar un papel importante en la funcionalidad de los espermatozoides, vehiculizándose a través de vesículas extracelulares y participando en la fisiología espermática. El análisis bioinformático identifica proteínas discriminantes capaces de predecir el resultado de la criopreservación, identificando nuevos biomarcadores potenciales para evaluar la calidad del eyaculado