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La reciente pandemia de la COVID-19 ha sacudido a la sociedad teniendo una importante repercusión en el campo de la salud y de la investigación. Dada su relevancia, se han llevado a cabo estudios sobre los efectos del SARS-CoV-2 en la fisiología humana. En concreto, sobre la posible presencia y transmisión del virus a través del sistema reproductor masculino y su posible efecto en el éxito reproductivo. Conocer si la presencia del virus altera los órganos responsables del desarrollo y maduración de las células de la serie espermatogénica podría revelarnos su implicación en la calidad seminal. Por ello, nos planteamos esta revisión, con el fin de analizar las principales evidencias científicas sobre los efectos del SARS-CoV-2 en la histofisiología del sistema reproductor masculino y sobre la capacidad fecundante de los espermatozoides., The recent COVID-19 pandemic has shaken up society, having a significant impact on the field of health and research. Given its relevance, studies have been performed on the effects of SARS-CoV-2 on human physiology. In particular, the possible presence and transmission of the virus through the male reproductive system could affect reproductive success. Knowing if the presence of the virus disrupts the organs responsible for the development and maturation of the cell lines involved in spermatogenesis could reveal its implications in sperm quality. For that reason, we proposed this review, in order to analyze the main scientific evidence on the effects of SARS-CoV-2 on the histophysiology of the male reproductive system and sperm fertilizing capacity.

La reciente pandemia de la COVID-19 ha sacudido a la sociedad teniendo una importante repercusión en el campo de la salud y de la investigación. Dada su relevancia, se han llevado a cabo estudios sobre los efectos del SARS-CoV-2 en la fisiología humana. En concreto, sobre la posible presencia y transmisión del virus a través del sistema reproductor masculino y su posible efecto en el éxito reproductivo. Conocer si la presencia del virus altera los órganos responsables del desarrollo y maduración de las células de la serie espermatogénica podría revelarnos su implicación en la calidad seminal. Por ello, nos planteamos esta revisión, con el fin de analizar las principales evidencias científicas sobre los efectos del SARS-CoV-2 en la histofisiología del sistema reproductor masculino y sobre la capacidad fecundante de los espermatozoides., The recent COVID-19 pandemic has shaken up society, having a significant impact on the field of health and research. Given its relevance, studies have been performed on the effects of SARS-CoV-2 on human physiology. In particular, the possible presence and transmission of the virus through the male reproductive system could affect reproductive success. Knowing if the presence of the virus disrupts the organs responsible for the development and maturation of the cell lines involved in spermatogenesis could reveal its implications in sperm quality. For that reason, we proposed this review, in order to analyze the main scientific evidence on the effects of SARS-CoV-2 on the histophysiology of the male reproductive system and sperm fertilizing capacity.

[EN] END1 is an anther-specific gene of pea (Pisum sativum. L) that displays specific expression in the cell lines that will develop the epidermis, connective, middlle layer and endothecium tissues from very early stages (anther primordium) to late stages of the anther development. The END1 promoter region drives the uidA (GUS) gene expression specifically to the anthers of Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum and Lycopersicon esculentum. The chimaeric END1::GUS gene is regulated exactly like the endogenous END1. The spatial and temporal expression pattern of END1 and the functionality of its promoter region in different plant species suggested us the possibility to use its promoter region for biotechnological applications. We fused the 2’7 kb END1 5’ region with the ribonuclease barnase gene. The barnase is a natural ribonuclease isolated from Bacillus amyloliquefaciens. The chimaeric END1::barnasa gene was introduced into Arabidopsis, tobacco and tomato plants. The expression of the chimaeric gene inhibited anther morphogenesis and efficiently produced male-sterile transgenic plants. A detailed histological study of the development of both, WT and transgenic anthers, showed severe morphological differences from very early stages of anther development. The effects of barnase in transgenic anthers appeared when the anther was at the stage of anther primordium and it was composed by undifferentiated cells. Our results show that the END1 promoter might be a biotechnological tool to generate male-sterile plants for the production of hybrid crop plants. Tomato male-sterile transgenic plants produced parthenocarpic fruits. This observation suggests that male-sterility in tomato is related to the induction of parthenocarpic fruits. To identify and characterize cis-regulatory elements involved in the promoter strength and specificity, expression analysis were performed using constructs containing the END1 promoter, modified by deleting different nucleotide sequences, an, [ES] END1 es un gen de guisante (Pisum sativum L.) específico de antera que comienza a expresarse desde estadios tempranos del desarrollo (primordio de antera) en aquellas líneas celulares que darán lugar a los tejidos epidermis, conectivo, capa intermedia y endotecio, y en estos tejidos una vez desarrollados. La región promotora de dicho gen es capaz de dirigir la expresión específica del gen uidA (GUS) a las anteras de plantas de diferentes especies (Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum y Lycopersicon esculentum). El patrón de expresión del gen GUS en esas plantas es similar al del gen END1 en guisante. Esta especificidad que confiere el promotor de END1 para la expresión de un gen foráneo en las anteras ofrecía la posibilidad de utilizarlo, fusionándolo a un gen citotóxico, como una herramienta biotecnológica para la obtención de plantas transgénicas androestériles. En este trabajo, hemos fusionado la región 5’ completa (-2736/-6) del promotor de END1 a la secuencia codificante de la ribonucleasa extracelular producida por el Bacillus amyloliquefaciens, barnasa. Con esta construcción hemos transformado dos plantas modelo, Arabidopsis y tabaco y una planta de interés agronómico, el tomate. La expresión del gen citotóxico barnasa donde END1 es activo, trajo como consecuencia una degeneración de tejidos de la antera que inhibió el desarrollo de los granos de polen. Las plantas transgénicas resultantes fueron androestériles. Los estudios a nivel histológico de las anteras transgénicas mostraron que los efectos de la barnasa comienzan a observarse muy pronto en el primordio de antera, cuando este está constituido sólo por células indiferenciadas, y continúa observándose a lo largo del desarrollo de la misma. De manera general, al final del programa de desarrollo, las anteras transgénicas eran de menor tamaño, su morfología era distinta de las de las anteras silvestres correspondientes, y en su interior se observaba el tejido conectivo colapsado y una estructura amo, [CA] END 1 és un gen de pèsol (Pisum sativum L.) específic d'antera que comença a expressar-se des d'estadis primerencs del desenvolupament (primordi d'antera) en aquelles línies cel·lulars que donaran lloc als teixits epidèrmics, connectiu, capa intermèdia i endoteci, i en aquests teixits una vegada desenvolupats. La regió promotora d'aquest gen és capaç de dirigir l'expressió específica del gen uidA (GUS) a les anteres de plantes de diferents espècies (Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum i Lycopersicon esculentum). El patró d'expressió del gen GUS en aquestes plantes és similar al del gen END1 en pèsol. Aquesta especificitat que confereix el promotor d' END 1 per a l'expressió d'un gen forà les anteres oferia la possibilitat d'utilitzar-lo, fusionant-lo a un gen citotòxic, com una ferramenta biotecnològica per a l'obtenció de plantes transgèniques androestèrils. En aquest treball, hem fusionat la regió 5' completa (-2736/-6) del promotor d' END1 a la seqüència codificant de la ribonucleasa extracel·lular produïda per Bacillus amyloliquefaciens, barnasa. Amb aquesta construcció hem transformat dos plantes model, Arabidopsis i tabac i una planta d'interés agronòmic, la tomata. L'expressió del gen citotòxic barnasa a on END1 és actiu, porta com a conseqüència una degeneració de teixits de l'antera que va inhibir el desenvolupament dels grans de pol·len. Les plantes transgèniques resultants foren androestèrils. Els estudis a nivell histològic de les anteres transgèniques mostraren que els efectes de la barnasa comencen a observar-se molt prompte en el primordi d'antera, quant aquest está constituït només per cèl·lules indiferenciades, i continua observant-se al llarg del desenvolupament de la mateixa. De forma general, al final del programa de desenvolupament, les anteres transgèniques eren de menor mida , la seua morfologia era diferent de la de les anteres silvestres corresponents , i al seu interior s'observava el teixit connectiu col lapsat i una estructura am

[EN] END1 is an anther-specific gene of pea (Pisum sativum. L) that displays specific expression in the cell lines that will develop the epidermis, connective, middlle layer and endothecium tissues from very early stages (anther primordium) to late stages of the anther development. The END1 promoter region drives the uidA (GUS) gene expression specifically to the anthers of Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum and Lycopersicon esculentum. The chimaeric END1::GUS gene is regulated exactly like the endogenous END1. The spatial and temporal expression pattern of END1 and the functionality of its promoter region in different plant species suggested us the possibility to use its promoter region for biotechnological applications. We fused the 2’7 kb END1 5’ region with the ribonuclease barnase gene. The barnase is a natural ribonuclease isolated from Bacillus amyloliquefaciens. The chimaeric END1::barnasa gene was introduced into Arabidopsis, tobacco and tomato plants. The expression of the chimaeric gene inhibited anther morphogenesis and efficiently produced male-sterile transgenic plants. A detailed histological study of the development of both, WT and transgenic anthers, showed severe morphological differences from very early stages of anther development. The effects of barnase in transgenic anthers appeared when the anther was at the stage of anther primordium and it was composed by undifferentiated cells. Our results show that the END1 promoter might be a biotechnological tool to generate male-sterile plants for the production of hybrid crop plants. Tomato male-sterile transgenic plants produced parthenocarpic fruits. This observation suggests that male-sterility in tomato is related to the induction of parthenocarpic fruits. To identify and characterize cis-regulatory elements involved in the promoter strength and specificity, expression analysis were performed using constructs containing the END1 promoter, modified by deleting different nucleotide sequences, an, [ES] END1 es un gen de guisante (Pisum sativum L.) específico de antera que comienza a expresarse desde estadios tempranos del desarrollo (primordio de antera) en aquellas líneas celulares que darán lugar a los tejidos epidermis, conectivo, capa intermedia y endotecio, y en estos tejidos una vez desarrollados. La región promotora de dicho gen es capaz de dirigir la expresión específica del gen uidA (GUS) a las anteras de plantas de diferentes especies (Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum y Lycopersicon esculentum). El patrón de expresión del gen GUS en esas plantas es similar al del gen END1 en guisante. Esta especificidad que confiere el promotor de END1 para la expresión de un gen foráneo en las anteras ofrecía la posibilidad de utilizarlo, fusionándolo a un gen citotóxico, como una herramienta biotecnológica para la obtención de plantas transgénicas androestériles. En este trabajo, hemos fusionado la región 5’ completa (-2736/-6) del promotor de END1 a la secuencia codificante de la ribonucleasa extracelular producida por el Bacillus amyloliquefaciens, barnasa. Con esta construcción hemos transformado dos plantas modelo, Arabidopsis y tabaco y una planta de interés agronómico, el tomate. La expresión del gen citotóxico barnasa donde END1 es activo, trajo como consecuencia una degeneración de tejidos de la antera que inhibió el desarrollo de los granos de polen. Las plantas transgénicas resultantes fueron androestériles. Los estudios a nivel histológico de las anteras transgénicas mostraron que los efectos de la barnasa comienzan a observarse muy pronto en el primordio de antera, cuando este está constituido sólo por células indiferenciadas, y continúa observándose a lo largo del desarrollo de la misma. De manera general, al final del programa de desarrollo, las anteras transgénicas eran de menor tamaño, su morfología era distinta de las de las anteras silvestres correspondientes, y en su interior se observaba el tejido conectivo colapsado y una estructura amo, [CA] END 1 és un gen de pèsol (Pisum sativum L.) específic d'antera que comença a expressar-se des d'estadis primerencs del desenvolupament (primordi d'antera) en aquelles línies cel·lulars que donaran lloc als teixits epidèrmics, connectiu, capa intermèdia i endoteci, i en aquests teixits una vegada desenvolupats. La regió promotora d'aquest gen és capaç de dirigir l'expressió específica del gen uidA (GUS) a les anteres de plantes de diferents espècies (Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum i Lycopersicon esculentum). El patró d'expressió del gen GUS en aquestes plantes és similar al del gen END1 en pèsol. Aquesta especificitat que confereix el promotor d' END 1 per a l'expressió d'un gen forà les anteres oferia la possibilitat d'utilitzar-lo, fusionant-lo a un gen citotòxic, com una ferramenta biotecnològica per a l'obtenció de plantes transgèniques androestèrils. En aquest treball, hem fusionat la regió 5' completa (-2736/-6) del promotor d' END1 a la seqüència codificant de la ribonucleasa extracel·lular produïda per Bacillus amyloliquefaciens, barnasa. Amb aquesta construcció hem transformat dos plantes model, Arabidopsis i tabac i una planta d'interés agronòmic, la tomata. L'expressió del gen citotòxic barnasa a on END1 és actiu, porta com a conseqüència una degeneració de teixits de l'antera que va inhibir el desenvolupament dels grans de pol·len. Les plantes transgèniques resultants foren androestèrils. Els estudis a nivell histològic de les anteres transgèniques mostraren que els efectes de la barnasa comencen a observar-se molt prompte en el primordi d'antera, quant aquest está constituït només per cèl·lules indiferenciades, i continua observant-se al llarg del desenvolupament de la mateixa. De forma general, al final del programa de desenvolupament, les anteres transgèniques eren de menor mida , la seua morfologia era diferent de la de les anteres silvestres corresponents , i al seu interior s'observava el teixit connectiu col lapsat i una estructura am

[ES] El desarrollo del ovario en un fruto (cuajado del fruto) depende de que ocurra la polinización y fertilización del mismo y puede verse comprometido por condiciones ambientales desfavorables. Sin embargo, en algunas especies el cuajado del fruto puede desacoplarse de la fertilización generando así frutos sin semillas (partenocárpicos). La partenocarpia es un carácter apreciado en la industria y a la vez, una herramienta valiosa para dilucidar las bases genéticas y moleculares que controlan el proceso de cuajado del fruto. En este estudio se obtienen y caracterizan plantas transgénicas estériles masculinas que producen frutos partenocárpicos en el cultivar de tomate Moneymaker. La esterilidad masculina es generada mediante la tecnología de edición génica CRISPR/Cas9. La proteína programable Cas9 tiene como diana uno de los genes que intervienen en los estadios iniciales del desarrollo del polen. El impedimento del desarrollo temprano del polen se puede considerar como una herramienta útil para promover el cuajado del fruto y obtener frutos sin semillas. Las plantas editadas obtenidas podrían ser útiles como líneas parentales en programas de obtención de híbridos., [EN] The development of the ovary into a fruit (fruit set) depends on pollination and fertilization, which may be compromised by extreme environmental conditions. However, in some species, the onset of the fruit can be uncoupled from fertilization, generating seedless fruits (parthenocarpic fruits). Therefore, parthenocarpy is a valuable tool to elucidate the genetic and molecular bases that control fruit set process. In this study we report the production and characterization of male-sterile transgenic plants that produce parthenocarpic fruits in the Moneymaker tomato cultivar. We generated male-sterility using the CRISPR/Cas9 gene editing technology. The programmable protein Cas9 targets one of the genes involved in the early steps of pollen development. The prevention of pollen development at early stages can be considered as a useful tool to promote fruit set and to obtain seedless fruits. The edited plants could be also useful to be used as parental lines in hybrid breeding approaches.

[ES] El desarrollo del ovario en un fruto (cuajado del fruto) depende de que ocurra la polinización y fertilización del mismo y puede verse comprometido por condiciones ambientales desfavorables. Sin embargo, en algunas especies el cuajado del fruto puede desacoplarse de la fertilización generando así frutos sin semillas (partenocárpicos). La partenocarpia es un carácter apreciado en la industria y a la vez, una herramienta valiosa para dilucidar las bases genéticas y moleculares que controlan el proceso de cuajado del fruto. En este estudio se obtienen y caracterizan plantas transgénicas estériles masculinas que producen frutos partenocárpicos en el cultivar de tomate Moneymaker. La esterilidad masculina es generada mediante la tecnología de edición génica CRISPR/Cas9. La proteína programable Cas9 tiene como diana uno de los genes que intervienen en los estadios iniciales del desarrollo del polen. El impedimento del desarrollo temprano del polen se puede considerar como una herramienta útil para promover el cuajado del fruto y obtener frutos sin semillas. Las plantas editadas obtenidas podrían ser útiles como líneas parentales en programas de obtención de híbridos., [EN] The development of the ovary into a fruit (fruit set) depends on pollination and fertilization, which may be compromised by extreme environmental conditions. However, in some species, the onset of the fruit can be uncoupled from fertilization, generating seedless fruits (parthenocarpic fruits). Therefore, parthenocarpy is a valuable tool to elucidate the genetic and molecular bases that control fruit set process. In this study we report the production and characterization of male-sterile transgenic plants that produce parthenocarpic fruits in the Moneymaker tomato cultivar. We generated male-sterility using the CRISPR/Cas9 gene editing technology. The programmable protein Cas9 targets one of the genes involved in the early steps of pollen development. The prevention of pollen development at early stages can be considered as a useful tool to promote fruit set and to obtain seedless fruits. The edited plants could be also useful to be used as parental lines in hybrid breeding approaches.

[ES] El desarrollo del ovario en un fruto (cuajado del fruto) depende de que ocurra la polinización y fertilización del mismo y puede verse comprometido por condiciones ambientales desfavorables. Sin embargo, en algunas especies el cuajado del fruto puede desacoplarse de la fertilización generando así frutos sin semillas (partenocárpicos). La partenocarpia es un carácter apreciado en la industria y a la vez, una herramienta valiosa para dilucidar las bases genéticas y moleculares que controlan el proceso de cuajado del fruto. En este estudio se obtienen y caracterizan plantas transgénicas estériles masculinas que producen frutos partenocárpicos en el cultivar de tomate Moneymaker. La esterilidad masculina es generada mediante la tecnología de edición génica CRISPR/Cas9. La proteína programable Cas9 tiene como diana uno de los genes que intervienen en los estadios iniciales del desarrollo del polen. El impedimento del desarrollo temprano del polen se puede considerar como una herramienta útil para promover el cuajado del fruto y obtener frutos sin semillas. Las plantas editadas obtenidas podrían ser útiles como líneas parentales en programas de obtención de híbridos., [EN] The development of the ovary into a fruit (fruit set) depends on pollination and fertilization, which may be compromised by extreme environmental conditions. However, in some species, the onset of the fruit can be uncoupled from fertilization, generating seedless fruits (parthenocarpic fruits). Therefore, parthenocarpy is a valuable tool to elucidate the genetic and molecular bases that control fruit set process. In this study we report the production and characterization of male-sterile transgenic plants that produce parthenocarpic fruits in the Moneymaker tomato cultivar. We generated male-sterility using the CRISPR/Cas9 gene editing technology. The programmable protein Cas9 targets one of the genes involved in the early steps of pollen development. The prevention of pollen development at early stages can be considered as a useful tool to promote fruit set and to obtain seedless fruits. The edited plants could be also useful to be used as parental lines in hybrid breeding approaches.

Empleo del gen Slug, sus productos de transcripción o expresión, y la proteína Slug en la elaboración de una composición farmacéutica para el tratamiento de la esterilidad masculina. El gen Slug media las funciones del ligando SCF y su receptor c-kit, por lo que puede ser utilizado tanto el gen Slug, el ADNc de dicho gen, la proteína Slug como drogas o sustancias que activen la expresión del gen Slug, como agente terapéutico en el tratamiento de problemas de esterilidad masculina

El factor masculino como causa en la esterilidad matrimonial, fue considerado durante mucho tiempo como etiología empírica, inculpándosele siempre a la mujer la ausencia de descendientes, siendo que élla sólo participa en la mitad del proceso, hasta que numerosas estadísticas recopiladas principalmente en los Estados Unidos, vinieron a demostrar que si en realidad los trastornos femeninos son más frecuentes, la infertilidad en el hombre es más común de lo que se supone.