Сперматозоиды оказались способны отравлять своих конкурентов
Генетический фактор помогает сперматозоидам обездвижить и опередить своих соперников в гонке к яйцеклетке, показала исследовательская группа из Берлина.
Исследование опубликовано в журнале PLOS One, коротко об этом рассказывает сайт Общества научных исследований имени Макса Планка.
Конкуренция между сперматозоидами жесткая — каждый из них пытается первым добраться до яйцеклетки, чтобы ее оплодотворить. Ранее исследование показало, что конкуренция происходит на уровне отдельных сперматозоидов.
В новой работе немецких ученых показано, каким именно способом сперматозоиды оставляют позади своих соперников. Они обнаружили генетический фактор, называемый т-гаплотипом, который способствует успеху обладающих им сперматозоидов.
Сперматозоиды с т-гаплотипом движутся вперед быстрее, чем их «нормальные» соперники, и тем самым устанавливают свое преимущество в оплодотворении. Различия в подвижности связаны с белковой молекулой RAC1. Этот молекулярный переключатель передает сигналы извне клетки внутрь, активируя другие белки. Известно, что RAC1 участвует в направлении, например, лейкоцитов или раковых клеток к клеткам, излучающим химические сигналы. Новые данные предполагают, что RAC1 также может играть роль в направлении сперматозоидов к яйцеклетке.
«Конкурентоспособность отдельных сперматозоидов, по-видимому, зависит от оптимального уровня активного RAC1; как пониженная, так и чрезмерная активность RAC1 мешает эффективному движению вперед», — пояснили исследователи.
Еще более интересным фактом оказалось то, что сперматозоидам с т-гаплотипом удается вывести из строя сперматозоиды без него. «Фокус в том, что т-гаплотип "отравляет" все сперматозоиды, но в то же время производит противоядие, которое действует только на т-сперматозоиды и защищает их, — рассказали исследователи. — Представьте себе марафон, в котором все участники получают отравленную питьевую воду, но некоторые бегуны принимают еще и противоядие».
Как выяснилось, т-гаплотип содержит определенные варианты генов, искажающие регуляторные сигналы. Эти искажающие факторы устанавливаются на ранней стадии сперматогенеза и распространяются на все сперматозоиды. Эти факторы — «яд», мешающий поступательному движению.
«Противоядие» вступает в действие после того, как набор хромосом равномерно распределяется между сперматозоидами во время их созревания — каждый сперматозоид теперь содержит только половину хромосом. Только половина сперматозоидов с т-гаплотипом производит защитный фактор, который ингибирует негативное влияние искажающих факторов.
Исследователи протестировали отдельные сперматозоиды и обнаружили, что генетически «нормальные» сперматозоиды в основном не двигаются прямо в среде с повышенным уровнем белка RAC1. Тогда они обработали смешанную популяцию сперматозоидов веществом, ингибирующим RAC1, и обнаружили, что генетически «нормальные» сперматозоиды теперь также могут поступательно двигаться: преимущество т-сперматозоидов исчезло.
Однако слишком низкая активность RAC1 также тормозит сперматозоиды. Исследователи предполагают, что аномальная активность RAC1 может являться причиной определенных форм мужского бесплодия.
Фото: Shutterstock
Словно выдры: 3D-cъемка показала, как на самом деле движутся сперматозоиды
Как человек отключает естественный отбор
