Abnormal retention of nuclear lamina and disorganization of chromatin-related proteins in spermatozoa from DPY19L2-deleted globozoospermic patients

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Abnormal retention of nuclear lamina and

disorganization of chromatin-related proteins in

spermatozoa from DPY19L2-deleted globozoospermic

patients

Marine Paci, Razan A. Elkhatib, Guy Longepied, Sylviane Hennebicq, Julien

Bessonat, Blandine Courbiere, Patrice Bourgeois, Nicolas Levy, Michael J.

Mitchell, Catherine Metzler-Guillemain

To cite this version:

Marine Paci, Razan A. Elkhatib, Guy Longepied, Sylviane Hennebicq, Julien Bessonat, et al..

Ab-normal retention of nuclear lamina and disorganization of chromatin-related proteins in spermatozoa

from DPY19L2-deleted globozoospermic patients. Reproductive BioMedicine Online, Elsevier, 2017,

35 (5), pp.562-570. �10.1016/j.rbmo.2017.07.013�. �hal-01741742�

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 "#$%&!&'&()*!+,-$%./(!01!'-!23)%./&$4$/!5%$.!6($,$4$$23)%.'7!3/&')-&2!

Abnormal retention of nuclear lamina and

disorganization of chromatin-related

proteins in spermatozoa from

DPY19L2-deleted globozoospermic patients

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Abstract

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Key message

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Introduction

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Materials and methods

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 2&$%)A!'-!&#)!(/,)(()A!F'$($6'7/(!;)2$?%7)!G)-&%)!]G;F!_+G^:!g)3/%&.)-&! $5!8)A'7/(!>)-)&'72:!_'.$-)!C$23'&/(!$5!8/%2)'(()!/-A!`/2!2)-&!&$! >%)-$,()!5$%!g9lOZ1X!6)-$&@3'-6!]C/%,?4'*8'$&9:!XbOO^[!+((!3/&')-&2!`)%)! g9lOZ1XIA)()&)A:!`'&#!&#%))!#$.$4@6$?2!/-A!$-)!#)&)%$4@6$?2!A)()&'$-[! 9/&')-&!7#/%/7&)%'2&'72!/-A!23)%.!3/%/.)&)%2!/77$%A'-6!&$!aCW!7%'&)%'/! ]aCW:!XbOb^!/%)!%)3$%&)A!'-!!"##$%&%'()*+,1)2$%,0[!M-&%/7@&$3(/2.'7! 23)%.!'-h)7&'$-!]MG"M^!`/2!3)%5$%.)A!5$%!&#)!5$?%!g9lOZ1XIA)()&)A! 6($,$4$$23)%.'7!3/&')-&2[!N$(($`'-6!)'6#&!2&'.?(/&'$-!7@7()2:!3%)6-/-7@! `/2!/7#')B)A!5$%!&`$!7$?3()2!/-A!%)2?(&)A!'-!&#)!,'%&#!$5!/!&$&/(!$5!&#%))! #)/(&#@!,$@2[!

Spermatozoa RNA extraction, RT-PCR and quality control of spermatozoa RNA extracts N$(($`'-6!2&$%/6)!'-!('D?'A!-'&%$6)-:!2/.3()!2&%/`2!`)%)!&#/`)A!/-A! 3%)3/%)A!/2!3%)B'$?2(@!%)3$%&)A!]<(=#/&','*8'$&9:!XbOR^[!_)-!.'(('$-! 23)%./&$4$/!`)%)!?2)A!5$%!)/7#!;0+!)K&%/7&'$-:!()/A'-6!&$!QQb±Pcbb!-6! $5!;0+[!N$%!)/7#!3/&')-&!/-A!7$-&%$(:!`)!7#)7=)A!5$%!&#)!3%)2)-7)!$5! 23)%./&'A!;0+:!5$%!&#)!(/7=!$5!7$-&/.'-/&'-6!%$?-A!7)((!;0+:!/-A!5$%!)/%(@! &)2&'7?(/%!6)%.!7)((2!/-A!)3'&#)('/(!7)((2!]1/.,/%A'*8'$&9:!Xbbe^[!_#)! 3$2'&'B)!7$-&%$(!`/2!&$&/(!;0+!)K&%/7&)A!5%$.!#?./-!&)2&'2!]cPcRPP! G($-&)7#^[!1/.'-2!/-A!A'%)7&!$%!'-A'%)7&!3/%&-)%2!2?7#!/2!).)%'-:!1/3XD:! F+N!/-A!F+NI1!&%/-27%'3&2!`)%)!/.3('5')A!`'&#!mR!_/D!3$(@.)%/2)!]0)`! <-6(/-A!F'$(/,2^:!/2!%)7$..)-A)A!,@!&#)!./-?5/7&?%)%[!_#)!3%'.)%!3/'%2! /-A!&#)'%!/--)/('-6!&).3)%/&?%)!5$%!)/7#!&%/-27%'3&!/%)!/2!5$(($`2*!(/.'-! +jG!]OXP!,3^*!$ecQPj$ePQe!±!YbnG:!(/.'-!GX!]Obb!,3^*!$ecQcj$ecQY!±! cYnG:!(/.'-!FO!]OOb!,3^*!$eeYZj$eeQb!±!ccnG:!(/.'-!FX!]Rbb!,3^*! $ePcZj$ePYb!±!YXnG:!(/.'-!FP!]Pbb!,3^*!$PZYXj$ePYb!±!YXnG:!).)%'-! ]ORY!3A,^*!$RbZYj$RbZQ!±!cZnG:!1+9XD!]OYc!3A,^*!$ebQYj$ebQQ!±!cenG:! F+N!]OcY!3A,^*!$ebZejebZR!±!cZnG:!F+NI1!]Ocb!3A,^*!$ebZcj$ebZY[!_#)! mR!>GI)-#/-7)%!/AA'&'B)!`/2!?2)A!5$%!/((!9G;2!)K7)3&!5$%!(/.'-!FO:! 1+9XD!/-A!F+N[!]")D?)-7)2!$5!3%'.)%2!/%)!3%$B'A)A!'-!!"##$%&%'()*+, 1)2$%,3[^! Aniline blue ").)-!2/.3()2!`)%)!`/2#)A!&`'7)!'-!9F"!Oo:!/-A!3%)3/%)A!/2!3%)B'$?2(@! A)27%',)A!]l/22'-)'*8'$&9:!XbOR^[!N$%!)/7#!3/&')-&!/-A!7$-&%$(:!Xbb! 23)%./&$4$/!`)%)!&#)-!/-/(@2)A!?2'-6!/!&%/-2.'&&)A!('6#&!.'7%$27$3)!/-A! /!Obbo!$,h)7&'B)!`'&#!$'([! Immunocytochemistry _#/`)A!23)%./&$4$/!`)%)!23%)/A!$-&$!3$(@(@2'-)I7$/&)A!2('A)2!,@! 7@&$23'-!]"#/-A$-^!/-A!5'K)A!/2!3%)B'$?2(@!%)3$%&)A!]<(=#/&','*8'$&9:! XbOR^[!a)!?2)A!()7&'-2!]1)7&'-!90+!+()K/!N(?$%!RZe!7$-h?6/&)2:!1IXOebZ! 8$()7?(/%!9%$,)2^!/&!/!A'(?&'$-!$5!O*cbb!&$!./%=!&#)!/7%$2$.)2[!_#)! /-&',$A')2!/-A!&#)!A'(?&'$-2!?2)A!`)%)!%/,,'&!/-&'I(/.'-!FO!]O*Obb:! /,OcbeQ!+,7/.^:!%/,,'&!/-&'IF+NI1!]O*Obb:!C9+beXcPR!"'6./^:!%/,,'&! /-&'IF+N!]O*cbb:!/,OXZOQe!+,7/.^:!%/,,'&!/-&'I"9+G+O!]O*Obb:! C9+bXcYee!"'6./^!/-A!/-&'I/(3#/I&?,?('-!.$?2)!.$-$7($-/(!]O*Xbb:! _cbYe!"'6./^[!+5&)%!&`$!`/2#)2!'-!9F":!A)&)7&'$-!`/2!3)%5$%.)A!?2'-6! !"##$%&'(.*/,-'+?&#$%*!a#/&! GRHVµSGE¶VWDQGIRU"!

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 +()K/!N(?$%!eQQ!6$/&!/-&'I%/,,'&!M6>!]O*ebb:!M-B'&%$6)-^!$%!7@/-'-)IP!5(?$%! RZc!6$/&!/-&'I.$?2)!M6>!]O*Xbbb!/,cZec!+,7/.^!5$%!O!#!/&!PYnG[!N$%!7$I '..?-$5(?$%)27)-7)!2('A)2!`)%)!%'-2)A!'-!9F"!/-A!'-7?,/&)A!`'&#!&#)! 2)7$-A!3%'./%@!/-&',$A@!5$(($`)A!,@!/!2)7$-A!A)&)7&'$-!2&)3[!+5&)%! `/2#)2!'-!9F":!2('A)2!`)%)!.$?-&)A!`'&#!XR±YR!-6j.(!e]cIA'/.'A'-$IXI 3#)-@('-A$()^!]g+9M^!'-!f)7&/2#')(A!.$?-&'-6!.)A'?.!5$%!.'7%$27$3)! /-/(@2'2[!_#)!2('A)2!`)%)!/-/(@2)A!?2'-6!&#)!p)'22!+3$_$.)!X!.'7%$27$3)! ]p)'22:!W,)%=$7#)-:!>)%./-@^!)D?'33)A!`'&#!/-!+K'$G/.!8;.!7/.)%/[! M./6)2!`)%)!7/3&?%)A!/-A!.)%6)A!`'&#!&#)!p<0!2$5&`/%):!/-A!`)%)! &%)/&)A!?2'-6!M./6)E!2$5&`/%)[!N$%!)/7#!3/&')-&!/-A!7$-&%$(:!Pbb! 23)%./&$4$/!`)%)!/-/(@2)A!'-!A?3('7/&)!$%!&%'3('7/&)[!+((!/-&',$A')2!`)%)! &)2&)A!'-!'-A'B'A?/(!2&/'-'-6!%)/7&'$-2!5$%!&#)'%!23)7'5'7'&@!/-A!3)%5$%./-7)[! G$-&%$(2!`'&#$?&!3%'./%@!/-&',$A')2!`)%)!/((!-)6/&'B)[!a)!A'A!-$&!?2)!3%)I '..?-)!2)%?.!/2!/!-)6/&'B)!7$-&%$(:!`#'7#!%)3%)2)-&2!/!('.'&/&'$-!$5!&#)! 2&?A@:!/2!-$%./(!2)%?.!7$-&/'-2!/-!/-&',$A@!`#'7#!%)/7&2!`'&#!&#)! /7%$2$.)[!C$`)B)%:!$?%!2&?A@!'2!5$7?2)A!$-!6($,$4$$23)%.'/!&#/&!'2! 7#/%/7&)%'4)A!,@!&#)!(/7=!$5!/7%$2$.):!/-A!&#)!/-&'I(/.'-!FO:!/-&'IF+N! /-A!/-&'IF+NI1!/-&',$A')2!?2)A!'-!$?%!2&?A@!-)B)%!(/,)(!&#)!/7%$2$.)!$-! 7$-&%$(!23)%./&$4$/[!

Results

Transcripts for lamin B1, lamin B3, emerin, LAP2D, BAF and BAF-L are present in spermatozoa from patients with globozoospermia

C?./-!23)%./&$4$/!7/-!,)!?2)A!&$!'A)-&'5@!&%/-27%'3&2!3%)2)-&!'-! 23)%./&'A2!]")-A()%'*8'$&9:!XbOP^[!M-!$%A)%!&$!2&?A@!)K3%)22'$-!$5!&#)! =-$`-!#?./-!(/.'-2!A?%'-6!6($,$4$$23)%.'7!23)%.'$6)-)2'2:!`)! 3)%5$%.)A!%)B)%2)!&%/-27%'3&/2)I9G;!$-!;0+!)K&%/7&)A!5%$.!3?%'5')A! 23)%./&$4$/!5%$.!5$?%!.)-!`'&#!6($,$4$$23)%.'/!/-A!$-)!-$%.$23)%.'7! 5)%&'()!./-[!N$%!/((!3/&')-&2!`'&#!6($,$4$$23)%.'/:!`)!A)&)7&)A!/! &%/-27%'3&!5$%!(/.'-!FO!/-A!(/.'-!FP:!,?&!-$!&%/-27%'3&!5$%!(/.'-!FX!$%!&#)! +I&@3)!(/.'-2!]+jG!/-A!GX^[!M-!/AA'&'$-:!`)!A)&)7&)A!/!&%/-27%'3&!5$%! ).)%'-:!1+9XD!/-A!F+NI1!'-!23)%./&$4$/!;0+!5%$.!)/7#!3/&')-&[!_#)! 2/.)!%)2?(&2!`)%)!$,&/'-)A!5$%!&#)!-$%.$23)%.'7!7$-&%$(:!/2!3%)B'$?2(@! %)3$%&)A!5$%!+I&@3)!/-A!FI&@3)!(/.'-2!]<(=#/&','*8'$&9:!XbOR^[!M-!7$-&%/2&:! F+N!&%/-27%'3&2!`)%)!-$&!A)&)7&)A!'-!&#)!5)%&'()!7$-&%$(!,?&!`)%)!7()/%(@! 3%)2)-&!'-!23)%./&$4$/!5%$.!&#)!5$?%!6($,$4$$23)%.'7!3/&')-&2!]-./"*%, 0^[!

Abnormal localization of lamin B1 in spermatozoa from patients with globozoospermia _$!A)&)%.'-)!&#)!)K3%)22'$-!3/&&)%-!/-A!7)((?(/%!($7/('4/&'$-!$5!(/.'-!FO! A?%'-6!#?./-!23)%.'$6)-)2'2!'-!3/&')-&2!`'&#!6($,$4$$23)%.'/:!`)! 3)%5$%.)A!7$I'..?-$5(?$%)27)-7)!/-/(@2'2!?2'-6!/-&',$A')2!23)7'5'7!5$%! (/.'-!FO!'-!/22$7'/&'$-!`'&#!/-&',$A')2!A'%)7&)A!/6/'-2&!/(3#/I&?,?('-! ]7@&$2=)()&/(!7$.3$-)-&^!&$!B'2?/('4)!&#)!3$2&)%'$%!3$()!$5!&#)!-?7()?2!'-! &#)!/,2)-7)!$5!&#)!/7%$2$.)[!_#)!3)%7)-&/6)2!$5!23)%./&$4$/!`'&#!/! (/.'-!FO!2'6-/(!%/-6)A!5%$.!Rcd!&$!ZOd!'-!3/&')-&2:!/-A!`/2!ebd!'-!&#)! -$%.$23)%.'7!7$-&%$(!]-'3'b[bR^[!a)!3%)B'$?2(@!A)27%',)A!/!(/.'-!FO! 2'6-/(!'-!PP±eYd!$5!23)%./&$4$/!$-!5)%&'()!7$-&%$(2:!3%)2)-&!)K7(?2'B)(@!

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 /&!&#)!3$2&)%'$%!3$()!$5!&#)!-?7()?2!]<(=#/&','*8'$&9:!XbOR^[!a)!-$&)A!&#/&! '-!)/7#!3/&')-&:!/!B/%')&@!$5!7)((?(/%!($7/('4/&'$-2!`)%)!$,2)%B)A[!M-A))A:! &#)!(/.'-!FO!2'6-/(!`/2!3%)2)-&!)'&#)%!/%$?-A!&#)!`#$()!-?7()?2!`'&#$?&! 3$(/%'4/&'$-!]ee±cZd!$5!(/,)(()A!23)%./&$4$/^:!/&!&#)!3$2&)%'$%!3$()!$5! &#)!-?7()'!]OR±PQd!$5!(/,)(()A!23)%./&$4$/^:!$%!/2!/!A'27$-&'-?$?2!2'6-/(! /&!&#)!-?7()/%!3)%'3#)%@!]X±XQd!$5!(/,)(()A!23)%./&$4$/^!]-./"*%4,3!/-A! 5^[!_#)2)!%)2?(&2!A).$-2&%/&)!&#/&!&#)!%).$A)(('-6!$5!&#)!23)%./&'A!01! &#/&!$77?%2!A?%'-6!-$%./(!23)%.'$6)-)2'2!'2!2)B)%)(@!7$.3%$.'2)A!'-!&#)! 6($,$4$$23)%.'7!3/&')-&2[!

Localization of acrosomal component SPACA1 in spermatozoa from patients with globozoospermia W-)!$5!&#)!7#/%/7&)%'2&'7!5)/&?%)2!$5!6($,$4$$23)%.'/!'2!&#)!./(5$%./&'$-! $%!($22!$5!&#)!/7%$2$.)!]9')%%)'*8'$&9:!XbOX^[!"9+G+O!]23)%.!/7%$2$.)! /22$7'/&)A!O^!'2!/!.).,%/-)!3%$&)'-!&#/&!($7/('4)2!&$!&#)!)D?/&$%'/(! 2)6.)-&!$5!23)%./&$4$/!'-!./../(2!/-A!'2!%)3$%&)A!&$!5?-7&'$-!'-! 23)%.±)66!5?2'$-!]N?h'#/%/'*8'$&9:!XbOX^[!M-!$%A)%!&$!B'2?/('4)!/7%$2$./(! 2&%?7&?%)2!'-!6($,$4$$23)%.'7!23)%./&$4$/:!`)!?2)A!/-!/-&',$A@!A'%)7&)A! /6/'-2&!"9+G+O[!M-!3/&')-&2:!/!"9+G+O!2'6-/(!`/2!A)&)7&)A!$-!XP±eXd!$5! 23)%./&$4$/!]?!q!Xbb^*!/!2./((!2'6-/(!`/2!B'2',()!$-!&#)!23)%.!#)/A! )'&#)%!/&!&#)!/-&)%'$%!3$():!$%!/&!&#)!3)%'3#)%@:!,?&!2$.)&'.)2!$-!&#)! 23)%.!-)7=!`#)%)!&#)!5(/6)((?.!.))&2!&#)!23)%.!#)/A[!a)!A)&)7&)A!/! "9+G+O!2'6-/(!7$B)%'-6!&#)!/-&)%'$%!3$()!$5!&#)!-?7()?2!'-!QRd!$5! -$%.$23)%.'7!7$-&%$(!23)%./&$4$/!]-./"*%,6^[!

DNA compaction abnormalities in DPY19L2-deleted globozoospermic sperm +-!'-7%)/2)A!%)&)-&'$-!$5!#'2&$-)2!'-!23)%./&$4$/!7#%$./&'-!#/2!,))-! 2#$`-!&$!,)!/!7#/%/7&)%'2&'7!$5!,-./012IA)()&)A!6($,$4$$23)%.'/! ]l/22'-)'*8'$&9:!XbOR^[!a)!&#)%)5$%)!)B/(?/&)A!g0+!7$.3/7&'$-!'-! )h/7?(/&)A!23)%.!,@!/7'A'7!/-'('-)!,(?)!2&/'-'-6:!`#'7#!,'-A2!&$! 23)%./&$4$/!&#/&!#/B)!%)&/'-)A!/,-$%./((@!#'6#!()B)(2!$5!#'2&$-)2!'-2'A)! &#)!-?7()?2[!M-!3/&')-&2:!Yc±QQd!$5!23)%./&$4$/!].)/-*!QXd:!?!q!Rbb^! `)%)!2&%$-6(@!2&/'-)A!,@!/-'('-)!,(?)!]-./"*%,7^[!M-!&#)!7$-&%$(!$-(@!Pbd! $5!23)%./&$4$/!`)%)!2&%$-6(@!2&/'-)A!,@!/-'('-)!,(?)!]-'3'b[bR^[!

BAF and BAF-L proteins are not detected in spermatozoa from globozoospermic patients F+N!],/%%')%!&$!/?&$'-&)6%/&'$-!5/7&$%^!'2!/!7#%$./&'-!3%$&)'-!&#/&!,'-A2!&$! (/.'-!3/%&-)%2!2?7#!/2!1<8!A$./'-!3%$&)'-2!])[6[!1+9:!).)%'-:!8/-O^! ($7/('4)A!3%)A$.'-/-&(@!/&!&#)!'--)%!-?7()/%!.).,%/-)!]"7#'%.)%!/-A! N$'2-)%:!XbbY^[!1/.'-2:!1<8!A$./'-!3%$&)'-2!/-A!F+N!7$-&%',?&)!&$! -?7()/%!2&%?7&?%):!/22).,(@!/-A!7#%$./&'-!$%6/-'4/&'$-[!F+NI1!],/%%')%!&$! /?&$'-&)6%/&'$-!5/7&$%I('=)^:!)-7$A)A!,@!:;<=2:!'2!ebd!'A)-&'7/(!&$!F+N!'-! #?./-2[!F+NI1!'2!/!-?7()/%!3%$&)'-!`'&#!/!3%)A$.'-/-&!)K3%)22'$-!'-!&#)! &)2&'2!]_'55&'*8'$&9:!Xbbc^[!a)!#/B)!27%))-)A!5$%!23)%.!(/,)(('-6!`'&#! /-&',$A')2!/6/'-2&!1<8!A$./'-!3%$&)'-2:!F+N!/-A!F+NI1!/-A!$-(@!A)&)7&)A! /!2'6-/(!$-!-$%./(!23)%.!`'&#!/-&',$A')2!/6/'-2&!F+N!/-A!F+NI1!'-!PXd! /-A!Qbd!$5!23)%./&$4$/:!%)23)7&'B)(@[!F+N!/-A!F+NI1!2'6-/(2!/33)/%!('=)! /!2./((!7?3!/&!&#)!3$2&)%'$%!-?7()/%!3$()!$5!)h/7?(/&)A!23)%./&$4$/[!M-!

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 3/&')-&2:!&#)!F+NI1!2'6-/(!`/2!B'2',()!/&!&#)!3$2&)%'$%!3$()!$5!&#)!-?7()?2! '-!()22!&#/-!Xd!$5!23)%./&$4$/:!/-A!F+N!`/2!-)B)%!A)&)7&)A!]-'3'b[bR! 7$.3/%)A!`'&#!7$-&%$(^!]-./"*%,8^[!

Discussion

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