tajemnica połączenia komórki jajowej i plemnika

tajemnica połączenia komórki jajowej i plemnika

[Data: 2010-11-09]

Naukowcy ze Szwecji odkryli tajemnicę połączenia komórki jajowej i plemnika na początku zapłodnienia, z powodzeniem opisując trójwymiarową (3D) strukturę receptora komórki jajowej. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie Cell, pomogą pogłębić naszą wiedzę o niepłodności i mogą doprowadzić do opracowania nowych typów środków antykoncepcyjnych.

Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu ZP DOMAIN STRUCTURE (Określenie struktury osłonki przejrzystej za pomocą krystalografii rentgenowskiej), ktĂłry otrzymał 40.000 EUR z grantu Działania Marie Curie – Zasoby ludzkie i mobilność SzĂłstego Programu Ramowego (6PR) UE.

Od tysiącleci ludzie są zafascynowani spotkaniem gamet, a konkretnie komórki jajowej i plemnika, których połączenie doprowadza do powstania nowego organizmu. Naukowcy zyskali wiedzę, że plemnik wiąże się z białkami w pozakomórkowej otoczce komórki jajowej zwanej osłonką przejrzystą (ZP) u ssaków albo błoną witelinową (VE) w przypadku organizmów innych niż ssaki. Do tej pory szczegóły molekularne tego wydarzenia biologicznego o zasadniczym znaczeniu pozostawały niejasne, ale dzięki ostatnim badaniom to się zmieni.

Naukowcy pracujący pod kierunkiem Luci Jovine’a z Karolinska Institutet w Szwecji we współpracy z profesorem Tsukasa Matsuda z Uniwersytetu w Nagoi w Japonii i dr Davidem Flotem z Europejskiego Ośrodka Synchrotronu Atomowego (ESRF) we Francji odkryli trĂłjwymiarową strukturę molekuły receptorowej, zwanej ZP3, ktĂłra wiąże plemnik. Zdaniem zespołu szczegółowe informacje na temat budowy, oparte na danych zebranych w ESRF, umoĹźliwiają naukowcom eksplorację na poziomie molekularnym interakcji komĂłrki jajowej z plemnikiem w czasie zapłodnienia.

„Trzydzieści lat po identyfikacji receptora ZP3, te prace przynoszą informacje strukturalne o regionie białkowym komĂłrki jajowej bezpośrednio rozpoznawanym przez plemnik na początku zapłodnienia” – napisali autorzy. „W połączeniu z badaniami mutacyjnymi oraz wiązania in vitro, struktura zapewnia wgląd w wiele aspektĂłw biologii ZP3, od sekrecji i polimeryzacji po interakcję z plemnikiem.”

Wyniki badań sugerują, ktĂłra część receptora moĹźe wejść w bezpośredni kontakt z plemnikiem i dostarczają nowych wiadomości na temat sposobu, w jaki receptor plemnika jest budowany i wydzielany z komĂłrki jajowej. „Wyniki dają niezwykły obraz Ĺźeńskiej strony zapłodnienia” – mĂłwi dr Jovine. „Ale to rzecz jasna tylko połowa historii. Kolejnym krokiem będzie rozpracowanie odpowiednich molekuł w plemniku, ktĂłre umoĹźliwiają wiązanie z komĂłrką jajową.”

Odkrycia mają niebagatelne znaczenie dla medycyny reprodukcyjnej człowieka, poniewaĹź mogą – zdaniem naukowcĂłw – pomĂłc w wyjaśnieniu, w jaki sposĂłb mutacje genu receptorowego plemnika mogą doprowadzić do niepłodności. Wcześniejsze badania wykazały, Ĺźe przeciwciała wobec białka ZP mogą być „potężnym narzędziem hamującym zapłodnienie zwierząt domowych i dzikich, w tym naczelnych”. Wszelkie postępy w tej dziedzinie będą mile widziane, zwaĹźywszy Ĺźe szacunkowo jedna para na siedem na świecie ma problemy z zajściem w ciążę.

Zdaniem naukowców wyniki badań mogą również potencjalnie doprowadzić do opracowania niehormonalnych środków antykoncepcyjnych, stawiając sobie konkretnie za cel interakcję komórka jajowa-plemnik. Takie środki antykoncepcyjne mogą być atrakcyjną alternatywą w stosunku do tradycyjnej pigułki, która została opracowana 60 lat temu, ponieważ potencjalnie będą przynosić znaczniej mniej negatywnych skutków.

NiektĂłre kobiety przyjmujące pigułki antykoncepcyjne skarżą się na wahania nastroju i mdłości, a takĹźe są bardziej zagroĹźone skrzeplinami i wysokim ciśnieniem krwi. Naukowcy podkreślają, Ĺźe „w ciągu ostatnich 50 lat nie wprowadzono Ĺźadnej, całkowicie nowej metody antykoncepcyjnej, ktĂłra byłaby odpowiedzią na stały wzrost światowej populacji”.

Więcej informacji:

Karolinska Institutet:

http://ki.se/?l=en

Cell:

http://www.cell.com/

Działania Marie Curie:

http://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/

Teksty pokrewne: 30926, 31389

Kategoria: Wyniki projektĂłw
Źródło danych: Cell; Karolinska Institutet
Referencje dokumentu: Han, L., et al. (2010) Insights into egg coat assembly and egg-sperm interaction from the X-ray structure of full-length ZP3, Cell, publikacja internetowa 143, 1-12. DOI:10.1016/j.cell.2010.09.041.
Indeks tematyczny: Koordynacja, wspĂłlpraca; Nauki biologiczne; Medycyna, zdrowie; Biotechnologia; Badania Naukowe

RCN: 32745

http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PL_NEWS&ACTION=D&DOC=9&CAT=NEWS&QUERY=012cc81cdd16:cc47:52cb4e84&RCN=32745