La première partie de mon projet de thèse s’est concentrée sur l’étude de gènes impliqués dans la spermiogenèse. Grâce à l'analyse d'une souche de souris congénique recombinante interspécifique (IRCS), nous avons précédemment identifié sur le chromosome 1 chez la souris un locus de caractères quantitatifs (QTL), nommé Mafq1 associé à une hypofertilité mâle due à des anomalies ultrastructurales du spermatozoïde. Nous y avons identifié le gène Spata3 (Spermatogenesis Associated 3) comme candidat pertinent. Après son invalidation, les mâles KO étaient fertiles in vivo mais présentaient une importante hypofertilité in vitro accompagnée de défauts ultrastructuraux au niveau de l’acrosome et d’une persistance de corps résiduels cytoplasmiques au niveau du flagelle. L’invalidation de Spata3 n’ayant reproduit que partiellement le phénotype de la souche hypofertile IRCS, nous avons réanalysé les dernières versions du génome murin, et avons identifié au niveau du locus Mafq1, un nouveau gène candidat spécifiquement exprimé dans les cellules germinales mâles post-méiotiques : Tex44 (Testis-expressed protein 44) que nous avons également invalidé. Les mâles Tex44-KO étaient sévèrement hypofertiles in vivo et in vitro. Bien que le phénotype de la souche hypofertile IRCS n’ait été à nouveau que partiellement reproduit, nous avons montré que l’absence du gène Tex44 entrainait une importante malformation et un dysfonctionnement au niveau du flagelle (disjonction entre la pièce intermédiaire et la pièce principale entrainant un repliement à 180° au niveau de cette zone, perte de certains doublets de microtubules axonémiques et de fibres denses externes au niveau de la pièce principale, réduction de l’activité mitochondriale) des spermatozoïdes impactant ainsi sévèrement leur motilité et donc la fertilité des souris mâles.  

La fusion des spermatozoïdes et des ovocytes est essentielle pour la fécondation chez les mammifères. L'interaction entre la protéine ovocytaire JUNO et la protéine spermatique IZUMO1 est suivie de la dimérisation de cette dernière qui change alors de structure entrainant ainsi la perte d'affinité entre ce couple ligand-récepteur essentiel à l’adhérence gamétique. Cet évènement semble important pour la suite du processus d’interaction gamétique et pourrait être contrôlé par une protéine à activité disulfure isomérase (PDI) : ERp57. L'objectif de la seconde partie de mon projet de thèse est d'élucider le rôle de cette protéine dans l'interaction gamétique, in vitro chez la souris et chez l'homme puis in vivo dans un modèle de souris où les mâles sont invalidés pour le gène ERp57 spécifiquement dans les spermatozoïdes (Knock-Out conditionnel : scKO). Nous avons réalisé des expériences de fécondation in vitro (FIV) en présence, soit d’inhibiteurs de la famille des PDI plus ou moins spécifiques d’ERp57, chez la souris, soit d’anticorps spécifiquement dirigés contre la protéine ERp57, chez la souris et l’homme. Une diminution significative de la fécondation a été observée en présence de ces derniers. Chez la souris et l’homme, nous avons observé après la réaction acrosomique une relocalisation de la protéine ERp57, similaire à celle d'IZUMO1, de l'acrosome vers le segment équatorial, lieu initial de la fusion entre les gamètes. Enfin, nos expériences sur les mâles scKO ont montré que ces derniers étaient sévèrement hypofertiles in vivo et in vitro. L’ensemble des données obtenues démontrent que, chez la souris et chez l’homme, la protéine ERp57 au niveau spermatique, semble jouer un rôle crucial lors de la fécondation.