정자운동 개시 기구

Mechanisms for the Initiation of Sperm Motility

  • 고강희 (여수대학교 수해양대학 양식학과) ;
  • 강경호 (여수대학교 수해양대학 양식학과) ;
  • 장영진 (부경대학교 수산과학대학 양식학과)
  • 발행 : 2003.12.01

초록

정자의 운동개시는 수정시에 정자와 난자가 만나기 위한 전제조건이다. 동물의 정자는 CAMP와Ca2'의 조절기구에 의해서 정자의 운동개시가 일어난다. 정자운동 활성 및 개시를 위한 세포 신호전달기구는 멍게류와 연어과 어류에서 많은 연구가 이루어져 왔다. 멍게류의 경우, 난에서 분비되는 정자 활성 및 유인물질(sperm-activating and -attracting factor)은 정자 활성 및 난으로의 유인을 위하여 외부의 $Ca^{2+}$을 요구한다. 한편 연어과 어류의 정자에서는 Cyclic AMP 의존형의 단백질 인산화가 정자 운동개시 기구에 관여한다. 방정된 정자 주위의 $K^{+}$ 농도의 감소는 특정한 $K^{+}$ channel 및 dihydropyridine 감수성의 L-/T- type $Ca^{2+}$ channel을 통한 $K^{+}$ 유출과 $Ca^{2+}$ 유입에 의해 세포막의 과분극과 세포내 $Ca^{2+}$ 이온의 농도증가를 가져온다. 세포막의 과분극에 의해서 합성된 cyclic AMP는 정자 운동개시의 주요기구인 cyclic AMP의존형의 단백질 인산화를 유도한다.

Initiation and activation of sperm motility are prerequisite processes for the contact and fusion of male and female gametes at fertilization. The phenomena are under the regulation of CAMP and $Ca^{2+}$ in vertebrates and invertebrates. Mammalian sperm requires $Ca^{2+}$and cyclic AMP for the activation of sperm motility. Cell signaling for the initiation and activation of sperm motility has been well studied in the ascidians, Ciona intestinalis and C. savignyi and salmonid fishes. In Ciona, whose cell signaling for activation of sperm motility has been established, the sperm-activating and -attracting factor released from unfertilized egg requires extracellular $Ca^{2+}$ for activating sperm motility and eliciting chemotactic behavior of the activated sperm toward the egg. On the other hand, the cyclic AMP-dependent phosphorylation of protein is essential for the initiation of sperm motility in salmonid fishes. A decrease in the environmental Ti concentration surrounding the spawned sperm causes a li efflux and $Ca^{2+}$ influx through the specific $K^{+}$ channel and dihydropyridine-sensitive L-/T- type $Ca^{2+}$ channel, respectively, thereby leading to the membrane hyperpolarization and $Ca^{2+}$ influx. The membrane hyperpolarization synthesizes cyclic AMP, which triggers the luther Process of cell signaling, i.e., cyclic AMP-dependent protein phosphorylation, to initiate sperm motility in salmond fishes.almond fishes.

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