Обнаружен первый жизненно важный шаг в оплодотворении между спермой и яйцеклеткой

Исследователи из Wellcome Trust Sanger Institute обнаружили взаимодействующие белки на поверхности сперматозоидов и яйцеклетки, необходимые для начала жизни млекопитающих. Эти белки, которые позволяют сперматозоиду и яйцеклетке узнавать друг друга, открывают новые возможности для улучшения лечения бесплодия и разработки новых противозачаточных средств.

Оплодотворение происходит, когда яйцеклетка и сперматозоид узнают друг друга и сливаются вместе, образуя эмбрион. Белок Идзумо, отображаемый на сперматозоиде, который распознает яйцеклетку, был идентифицирован в 2005 году японскими исследователями, которые назвали его Идзумо в честь японского брачного святилища, но его спутник на яйцеклетке так и остался загадкой. Это до сих пор.

Команда определила единственный белок, который связан с Изумо и необходим для оплодотворения. Белок назван Юнона в честь римской богини плодородия и брака.

"Мы решили давнюю загадку в биологии, идентифицировав молекулы, отображаемые на всех сперматозоидах и яйцеклетках, которые должны связываться друг с другом в момент нашего зачатия," говорит доктор Гэвин Райт, старший автор из Института Сэнгера. "Без этого важного взаимодействия оплодотворение просто невозможно. Возможно, мы сможем использовать это открытие для улучшения лечения бесплодия и разработки новых противозачаточных средств."

Ученые создали искусственную версию белка Идзумо и использовали ее для определения партнеров по связыванию на поверхности яйца. Используя этот подход, они обнаружили, что Изумо на сперме взаимодействует с Юноной на поверхности яйцеклетки, чтобы инициировать оплодотворение.

Команда разработала мышей, у которых на поверхности яиц отсутствовал белок Juno. Эти мыши были бесплодны, и их яйца не сливались с нормальной спермой, подчеркивая, что белок Juno необходим для фертильности у самок мышей. Точно так же самцы мышей, лишенные протеина Идзумо, также бесплодны, что подчеркивает его важную роль в мужской фертильности.

"Спаривание Идзумо-Юнона – первое известное существенное взаимодействие для распознавания сперматозоидов в любом организме," говорит доктор Энрика Бьянки, первый автор из Wellcome Trust Sanger Institute. "Связывание двух белков очень слабое, что, вероятно, объясняет, почему это оставалось загадкой до сих пор.

"Предыдущая работа в лаборатории заставила нас ожидать, что взаимодействие будет слабым, и это затем послужило основой для разработки наших экспериментов, и после больших усилий это, наконец, сработало."

Команда обнаружила, что после начального этапа оплодотворения происходит внезапная потеря белка Juno с поверхности яйца, который практически не обнаруживается уже через 40 минут. Это может объяснить, почему яйцеклетка, оплодотворенная первой сперматозоидной клеткой, теряет способность распознавать дальнейшие сперматозоиды. Это предотвращает образование эмбрионов с более чем одной сперматозоидной клеткой, которая в противном случае имела бы слишком много хромосом и погибла бы.

В настоящее время команда проводит скрининг бесплодных женщин, чтобы понять, являются ли дефекты рецептора Юнона причиной бесплодия. Если это так, то простой генетический скрининговый тест может помочь найти подходящее лечение для женщин, пытающихся зачать ребенка естественным путем, за счет снижения затрат и стресса, часто связанных с лечением вспомогательной репродуктивной системы.

Бурятия Онлайн