Cyclic nucleotide-gated (CNG) channels are key elements of cGMP- and cAMP-signaling pathways in vertebrate photoreceptor cells and in olfactory sensory neurons, respectively. These channels form heterooligomeric complexes composed of at least two distinct subunits (α and β). The α subunit of cone photoreceptors is also present in mammalian sperm. Here we identify one short and several long less abundant transcripts of β subunits in testis. The α and β subunits are expressed in a characteristic temporal and spatial pattern in sperm and precursor cells. In mature sperm, the α subunit is observed along the entire flagellum, whereas the short β subunit is restricted to the principal piece of the flagellum. These findings suggest that different forms of CNG channels coexist in the flagellum. Confocal microscopy in conjunction with the Ca2+ indicator Fluo-3 shows that the CNG channels serve as a Ca2+ entry pathway that responds more sensitively to cGMP than to cAMP. Assuming that CNG channel subtypes differ in their Ca2+ permeability, dissimilar localization of α and β subunits may give rise to a pattern of Ca2+ microdomains along the flagellum, thereby providing the structural basis for control of flagellar bending waves.
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27 July 1998
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July 27 1998
Cyclic Nucleotide-gated Channels on the Flagellum Control Ca2+ Entry into Sperm
Burkhard Wiesner,
Burkhard Wiesner
*Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie, D-10315 Berlin; ‡Institut für Biologische Informationsverarbeitung, Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich; and §Anatomisches Institut, Universitätskrankenhaus Eppendorf, D-20246 Hamburg
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U. Benjamin Kaupp
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Ingo Weyand
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Burkhard Wiesner and Jocelyn Weiner contributed equally to this work.
Address all correspondence to Dr. I. Weyand, IBI, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich, Germany. Tel.: 49-2461-614040; Fax: 49-2461-614216; E-mail: [email protected]
Received:
December 30 1996
Revision Received:
June 05 1998
Online ISSN: 1540-8140
Print ISSN: 0021-9525
1998
J Cell Biol (1998) 142 (2): 473–484.
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Received:
December 30 1996
Revision Received:
June 05 1998
Citation
Burkhard Wiesner, Jocelyn Weiner, Ralf Middendorff, Volker Hagen, U. Benjamin Kaupp, Ingo Weyand; Cyclic Nucleotide-gated Channels on the Flagellum Control Ca2+ Entry into Sperm . J Cell Biol 27 July 1998; 142 (2): 473–484. doi: https://doi.org/10.1083/jcb.142.2.473
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