Functional redundancy and compensation: Deletion of multiple murine Crisp genes reveals their essential role for male fertility

Mammalian Cysteine-RIch Secretory Protein (CRISP) family includes four members present in sperm and reported to regulate Ca2+ channels and fertilization. Based on our previous observations using single knockouts models and suggesting the existence of functional compensation among CRISP proteins, we investigated their relevance for male fertility by generating multiple Crisp gene mutants by CRISPR/Cas9 technology. Whereas targeting of Crisp1 and Crisp3 yielded subfertile males with early embryo developmental defects, the same deletion in zygotes from fertile Crisp2−/−.Crisp4−/− mice led to the generation of both triple and quadruple knockout mice exhibiting a complete or severe disruption of male fertility due to a combination of sperm transport, fertilization, and embryo developmental defects linked to intracellular Ca2+ dysregulation. These observations reveal that CRISP proteins are essential for male fertility and organize in functional modules that contribute distinctly to fertility success, bringing insights into the mechanisms underlying functionalredundancy/compensation in protein families and emphasizing the importance of generating multiple and not just single knockout which might be masking the true functional relevance of family genes. Fil: Curci, Ludmila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Brukman, Nicolás Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Weigel Muñoz, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Rojo, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina Fil: Carvajal, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Sulzyk, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Gonzalez, Soledad Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Rubinstein, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina Fil: Da Ros, Vanina Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Cuasnicu, Patricia Sara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina