Only a subpopulation of mouse sperm displays a rapid increase in intracellular calcium during capacitation

Mammalian sperm must undergo a functionally defined process called capacitation to be able to fertilize oocytes. They become capacitated in vivo by interacting with the female reproductive tract or in vitro in a defined capacitation medium that contains bovine serum albumin, calcium (Ca2+), and bicarbonate (HCO3 −). In this work, sperm were double stained with propidium iodide and the Ca2+ dye Fluo-4 AM and analyzed by flow cytometry to determine changes in intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) in individual live sperm. An increase in [Ca2+]i was observed in a subpopulation of capacitated live sperm when compared with noncapacitated ones. Sperm exposed to the capacitating medium displayed a rapid increase in [Ca2+]i within 1 min of incubation, which remained sustained for 90 min. These rise in [Ca2+]i after 90 min of incubation in the capacitating medium was evidenced by an increase in the normalized median fluorescence intensity. This increase was dependent on the presence of extracellular Ca2+ and, at least in part, reflected the contribution of a new subpopulation of sperm with higher [Ca2+]i. In addition, it was determined that the capacitation-associated [Ca2+]i increase was dependent of CatSper channels, as sperm derived from CatSper knockout (CatSper KO) or incubated in the presence of CatSper inhibitors failed to increase [Ca2+]i. Surprisingly, a minimum increase in [Ca2+]i was also observed in CatSper KO sperm suggesting the existence of other Ca2+ transport systems. Altogether, these results indicate that a subpopulation of sperm increases [Ca2+]i very rapidly during capacitation mainly due to a CatSper-mediated influx of extracellular Ca2+.Fil: Luque, Guillermina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: D'alotto Moreno, Tomas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Martín Hidalgo, David. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Puga Molina, Lis del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Romarowski, Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Balestrini, Paula Ania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Schiavi Ehrehaus, Liza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gilio, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Visconti, Pablo E.. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin