Новости

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

Читайте также
Ключ к долголетию нашли в геноме
Ключ к долголетию нашли в геноме
Организм долгожителя способен восстанавливать ДНК и не допускать мутаций.
В США родился ребенок, зачатый 27 лет назад
В США родился ребенок, зачатый 27 лет назад
До этого рекорд принадлежал старшей сестре новорожденной.
Российские ученые разработали тест на биологический возраст
Российские ученые разработали тест на биологический возраст
Насколько сильно отличается ваш биологический возраст от психологического?