dissertação
Proteomic analysis of cryopreserved Prochilodus lineatus seminal plasma: effects of melatonin on sperm quality preservation
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Tecnológico
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Saúde
Tecnologia e produção
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ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
ODS 14: Vida na água
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Dados abertos
Resumo
Este estudo avaliou os efeitos da suplementação com melatonina na criopreservação do sêmen e na proteômica do plasma seminal do peixe neotropical Prochilodus lineatus. A criopreservação de sêmen é uma técnica fundamental para a aquicultura e a conservação de espécies, mas frequentemente causa estresse oxidativo, danos estruturais e prejuízos metabólicos nas células espermáticas. Neste estudo, amostras de sêmen (n = 9 por grupo) foram criopreservadas com ou sem 2 mM de melatonina, seguidas de análises pós-descongelamento da motilidade, vigor, integridade de membrana, morfologia e perfil proteômico. A melatonina melhorou significativamente a qualidade espermática após o descongelamento, aumentando a motilidade de 43,15 ± 16,95% para 65,72 ± 16,32% (p = 0,042), bem como a velocidade em linha reta (VSL; 10,53 ± 4,19 para 16,57 ± 5,64 μm/s; p = 0,033) e a velocidade média do trajeto (VAP; 15,73 ± 5,48 para 22,90 ± 6,75 μm/s; p = 0,046), enquanto a velocidade curvilínea (VCL; p = 0,075) e a frequência de batimento cruzado (BCF; p = 0,061) apresentaram tendências positivas, porém não significativas. A avaliação morfológica revelou redução de caudas fortemente enroladas, enquanto a integridade de membrana (42–84%) e as taxas totais de anormalidades (49–51%) não foram afetadas. A análise proteômica identificou 1.238 proteínas, incluindo oito expressas exclusivamente sob tratamento com melatonina, principalmente associadas ao metabolismo energético, defesa antioxidante e proteostase. A melatonina regulou positivamente enzimas relacionadas à produção de ATP, ao equilíbrio redox e à degradação proteica, ao mesmo tempo em que regulou negativamente proteínas associadas a danos induzidos pela criopreservação. Esses achados demonstram que a melatonina exerce um efeito protetor multifacetado durante a criopreservação espermática, preservando o metabolismo energético, reforçando a capacidade antioxidante, mantendo a integridade estrutural e genômica e melhorando a motilidade pós-descongelamento. De modo geral, este estudo fornece o conjunto de dados proteômicos mais abrangente do plasma seminal de P. lineatus até o momento e destaca a melatonina como um aditivo promissor para o aprimoramento de protocolos de criopreservação de sêmen na aquicultura e na conservação.
Abstract
This study evaluated the effects of melatonin supplementation on sperm cryopreservation and seminal plasma proteomics in the neotropical fish Prochilodus lineatus. Sperm Cryopreservation is a key technique for aquaculture and species conservation but often causes oxidative stress, structural damage, and metabolic impairment in sperm cells. In this study, sperm samples (n = 9 per group) were cryopreserved with or without 2 mM melatonin, followed by post-thaw analyses of motility, vigor, membrane integrity, morphology, and proteomic profile. Melatonin significantly improved sperm quality after thawing, increasing motility from 43.15 ± 16.95% to 65.72 ± 16.32% (p = 0.042), as well as straight-line velocity (VSL; 10.53 ± 4.19 to 16.57 ± 5.64 μm/s; p = 0.033) and average path velocity (VAP; 15.73 ± 5.48 to 22.90 ± 6.75 μm/s; p = 0.046), while curvilinear velocity (VCL; p = 0.075) and beat-cross frequency (BCF; p = 0.061) showed positive but non-significant trends. Morphological evaluation revealed a reduction in strongly coiled tails, whereas membrane integrity (42–84%) and total abnormality rates (49–51%) were unaffected. Proteomic analysis identified 1,238 proteins, including eight exclusively expressed under melatonin treatment, mainly associated with energy metabolism, antioxidant defense, and proteostasis. Melatonin upregulated enzymes related to ATP production, redox balance, and protein degradation, while downregulating proteins linked to cryo-induced damage. These findings demonstrate that melatonin exerts a multifaceted protective effect during sperm cryopreservation by preserving energy metabolism, reinforcing antioxidant capacity, maintaining structural and genomic integrity, and improving post-thaw motility. Overall, this study provides the most comprehensive proteomic dataset of P. lineatus seminal plasma to date and highlights melatonin as a promising additive for enhancing sperm cryopreservation protocols in aquaculture and conservation.
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LOPES, Guilherme Antonio de Gouvêa. Proteomic analysis of cryopreserved Prochilodus lineatus seminal plasma: effects of melatonin on sperm quality preservation. 2026. 45 p. Dissertação (Mestrado em Ciências Veterinárias) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
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