Сперматозоиды «отравили»‎ конкурентов, чтобы добраться до яйцеклетки

Способность сперматозоидов двигаться зависит от белка RAC1. Оптимальное количество активного белка повышает конкурентоспособность отдельных клеток, тогда как чрезмерная активность может вызвать мужское бесплодие.                                     

Оплодотворение яйцеклетки in vitro  © Getty ImagesОплодотворение яйцеклетки in vitro 
© Getty Images

Группа исследователей из Института молекулярной генетики Макса Планка в Берлине описала, как генетический фактор под названием «t-гаплотип» способствует успешному оплодотворению.

Ученые проанализировали отдельные гаметы и обнаружили, что большинство клеток, которые добиваются небольшого прогресса на пути к яйцеклетке, были генетически «нормальными». Тогда как прямо движущиеся сперматозоиды в основном содержали t-гаплотип. Благодаря ему гаметы двигаются вперед быстрее, чем «нормальные», и получают преимущество в оплодотворении.

Кроме того, выяснилось, что t-гаплотип содержит варианты генов, которые искажают регуляторные сигналы. Они формируются на ранней стадии сперматогенеза и распространяются на все гаметы самца. А также являются ядом, который мешает движению.

«Противоядие» вступает в действие после того, как набор хромосом распределяется между сперматозоидами во время созревания. Только половина клеток с t-гаплотипом способна обратить вспять негативное влияние искажающих факторов. И этот защитный фактор не распределяется, а сохраняется в t-сперматозоидах.

«Хитрость заключается в том, что t-гаплотип “отравляет” все сперматозоиды и в то же время вырабатывает противоядие, которое действует только на t-сперматозоиды и защищает их», — объяснил Бернхард Херрманн, автор работы.

Также различия в подвижности биологи связали с белком RAC1. Он участвует в направлении, например, белых кровяных телец или раковых клеток. Новые данные предполагают, что RAC1 может также играть роль в направлении сперматозоидов.

«Конкурентоспособность отдельных клеток, по-видимому, зависит от оптимального уровня активности RAC1, а сниженная и чрезмерная активность — препятствует эффективному движению вперед», — рассказала Александра Амарал, автор исследования.

Когда ученые обработали смешанную популяцию сперматозоидов веществом, которое ингибирует RAC1, то заметили, что генетически «нормальные» гаметы теперь тоже были способны двигаться к яйцеклетке. Преимущество t-сперматозоидов исчезло: так биологи выяснили, что аберрантная активность RAC1 нарушает прогрессирующую подвижность.

Это также объясняет, почему самцы мышей с двумя копиями t-гаплотипа бесплодны. Они производят только клетки, несущие t-гаплотип, с более высоким уровень активности RAC1, чем у «нормальных» клеток.

«Наши данные подчеркивают тот факт, что сперматозоиды являются безжалостными конкурентами, — подытожил Херрманн. — Генетические различия могут дать отдельным сперматозоидам преимущество в гонке за жизнь, тем самым способствуя передаче определенных вариантов генов следующему поколению».

Статья опубликована в журнале  PLOS Genetic  
Источник: naked-science.ru

Метки , , . Закладка постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.