Recent knowledge concerning mammalian sperm chromatin organization and its potential weaknesses when facing oxidative challenge

Basic Clin Androl. 2014 Apr 1:24:6. doi: 10.1186/2051-4190-24-6. eCollection 2014.

Abstract

Spermatozoa are the smallest and most cyto-differentiated mammalian cells. From a somatic cell-like appearance at the beginning of spermatogenesis, the male germ cell goes through a highly sophisticated process to reach its final organization entirely devoted to its mission which is to deliver the paternal genome to the oocyte. In order to fit the paternal DNA into the tiny spermatozoa head, complete chromatin remodeling is necessary. This review essentially focuses on present knowledge of this mammalian sperm nucleus compaction program. Particular attention is given to most recent advances that concern the specific organization of mammalian sperm chromatin and its potential weaknesses. Emphasis is placed on sperm DNA oxidative damage that may have dramatic consequences including infertility, abnormal embryonic development and the risk of transmission to descendants of an altered paternal genome.

Le spermatozoïde est la cellule la plus petite et la plus cytologiquement différenciée chez les mammifères. D’une apparence proche de celle d’une cellule somatique au début de la spermatogenèse, la cellule germinale mâle va, au travers d’un processus hautement sophistiqué, atteindre une organisation finale entièrement dédiée à sa mission qui est de conduire le lot chromosomique paternel au sein de l’ovule. Afin de pouvoir accommoder l’ADN paternel dans la minuscule tête du spermatozoïde, un remodelage complet de la chromatine est nécessaire. Cette revue est essentiellement concentrée sur les aspects connus à ce jour de ce programme de condensation nucléaire spermatique. Une attention particulière est donnée aux avancées les plus récentes concernant l’organisation très spécifique du noyau spermatique et sur ses points de fragilité, en particulier face aux dommages radicalaires. Ces derniers peuvent avoir des conséquences dramatiques qui se posent en termes d’infertilité, de développements embryonnaires anormaux et de risque de transmission à la descendance d’un patrimoine génétique paternel altéré.

Keywords: DNA oxidative damage; Histones; Protamines; Sperm DNA integrity; Spermatozoa.