Función de la proteína quinasa activada por amp, ampk, en la célula germinal masculina: posible aplicación biotecnológica a la conservación de semen porcino.

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Descripción: El espermatozoide es una célula germinal altamente especializada, caracterizada por su movilidad, capacitación y reacción acrosómica que le permiten realizar su función esencial: la fecundación del oocito. Todos estos procesos dependen del estado energético celular (indicado por el cociente entre amp y atp) y están regulados por la fosforilación de proteínas, controlada a su vez por enzimas con actividad quinasa y fosfatasa. La proteína quinasa activada por amp (ampk), es una quinasa evolutivamente muy conservada y que actúa como molécula sensora y a su vez reguladora del estado energético celular. De forma general, la activación de la ampk provoca la inhibición de rutas anabólicas que consumen atp, mientras que simultáneamente induce la activación de vías catabólicas que generen atp. Los estudios realizados hasta la fecha sobre ampk se han centrado exclusivamente en células somáticas, no existiendo ningún trabajo realizado en espermatozoides. Por otro lado, una gran parte de los efectos negativos de la conservación del semen de cerdo, tanto refrigerado como congelado, es dependiente del metabolismo del espermatozoide. Por todo ello, la hipótesis del presente proyecto es que la proteína quinasa ampk, al ser una molécula que detecta el estado energético, podría regular el metabolismo del espermatozoide y en respuesta a ello controlar sus funciones celulares mas relevantes y, por otro lado, que la actividad de la ampk podría alterarse durante los procesos de conservación del semen repercutiendo en la calidad de las dosis seminales. Los objetivos de este proyecto, que se realizara en espermatozoides de cerdo, son los siguientes: 1. Estudiar la expresión de la proteína quinasa ampk en espermatozoides de cerdo, así como su sustratos fisiológicos, acetil coa carboxilasa o fosfofructoquinasa 2 y su proteína quinasa activadora lkb1; 2. Estudiar la carga energética y la actividad quinasa de ampk durante los principales procesos funcionales del espermatozoide: supervivencia, movilidad, capacitación y reacción acrosómica; 3. Estudiar las vías de señalización intracelular que regulan la actividad de ampk en el espermatozoide; 4. Analizar el efecto de la activación e inhibición de la ampk en la movilidad, viabilidad, capacitación y reacción acrosómica del espermatozoide; 5. Aplicar los conocimientos científicos de la ampk obtenidos en los objetivos anteriores a la optimización de la conservación del semen de cerdo, tanto refrigerado como congelado; 6. Estudiar si el patrón de actividad o fosforilación de la ampk puede ser usado para predecir a priori que eyaculados presentan buena o mala aptitud para la congelación. La investigación de las dianas moleculares que detectan el estado de energía y regulan el metabolismo de la célula germinal permitiría aumentar nuestro conocimiento de la fisiología, bioquímica y biología molecular del espermatozoide, con la consecuente repercusión positiva para el área de la reproducción animal. Este conocimiento previo se puede aplicar en la biotecnología de la reproducción del cerdo para I) mejorar los protocolos de conservación a largo plazo del semen refrigerado, optimizando el diluyente y el manejo de dosis seminales para la IA; ll) mejorar la calidad del semen descongelado de cerdo incrementando los resultados de fertilidad de las cerdas inseminadas; y III) seleccionar los verracos clasificados como buenos congeladores cuyo semen descongelado permitiría obtener unos óptimos resultados tras la IA.

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