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), który otrzymał 40.000 EUR z grantu Działania Marie Curie – Zasoby ludzkie i mobilność Szóstego 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 trójwymiarową strukturę molekuły receptorowej, zwanej ZP3, która wiąże plemnik. Zdaniem zespołu szczegółowe informacje na temat budowy, oparte na danych zebranych w ESRF, umożliwiają naukowcom eksplorację na poziomie molekularnym interakcji komórki jajowej z plemnikiem w czasie zapłodnienia.
„Trzydzieści lat po identyfikacji receptora ZP3, te prace przynoszą informacje strukturalne o regionie białkowym komórki jajowej bezpośrednio rozpoznawanym przez plemnik na początku zapłodnienia” – napisali autorzy. „W połączeniu z badaniami mutacyjnymi oraz wiązania in vitro, struktura zapewnia wgląd w wiele aspektów biologii ZP3, od sekrecji i polimeryzacji po interakcję z plemnikiem.”
Wyniki badań sugerują, która część receptora może wejść w bezpośredni kontakt z plemnikiem i dostarczają nowych wiadomości na temat sposobu, w jaki receptor plemnika jest budowany i wydzielany z komórki jajowej. „Wyniki dają niezwykły obraz żeńskiej strony zapłodnienia” – mówi dr Jovine. „Ale to rzecz jasna tylko połowa historii. Kolejnym krokiem będzie rozpracowanie odpowiednich molekuł w plemniku, które umożliwiają wiązanie z komórką jajową.”
Odkrycia mają niebagatelne znaczenie dla medycyny reprodukcyjnej człowieka, ponieważ mogą – zdaniem naukowców – pomóc w wyjaśnieniu, w jaki sposób mutacje genu receptorowego plemnika mogą doprowadzić do niepłodności. Wcześniejsze badania wykazały, że 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, zważywszy że 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.
Niektóre kobiety przyjmujące pigułki antykoncepcyjne skarżą się na wahania nastroju i mdłości, a także są bardziej zagrożone skrzeplinami i wysokim ciśnieniem krwi. Naukowcy podkreślają, że „w ciągu ostatnich 50 lat nie wprowadzono żadnej, całkowicie nowej metody antykoncepcyjnej, która 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 projektów
Ĺšródło 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, wspólpraca; 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
