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Actualités | Des simulations sur superordinateur dévoilent les secrets de la fusion entre spermatozoïde et ovocyte
Actualités | Des simulations sur superordinateur dévoilent les secrets de la fusion entre spermatozoïde et ovocyte
Des chercheurs de l’ETH Zurich ont utilisé le superordinateur "Piz Daint" pour simuler pour la première fois des dynamiques clés de la fécondation humaine. L’étude révèle les mécanismes moléculaires complexes de la fusion entre spermatozoïde et ovocyte et pourrait orienter le développement de futurs contraceptifs et traitements de l’infertilité.
Un complexe protéique permet la fusion entre spermatozoïde et ovocyte
Les scientifiques savaient déjà que, lorsque le spermatozoïde rencontre l’ovocyte, la protéine IZUMO1 située à la surface du spermatozoïde interagit avec JUNO sur la membrane externe de l’ovocyte, permettant leur reconnaissance et leur adhésion avant la fusion. Cependant, l’analyse de la structure cristalline n’avait pas clairement décrit le mécanisme précis.
Les simulations de l’ETH Zurich ont montré comment JUNO et IZUMO1 se lient en milieu aqueux. Leur interaction est maintenue par plus de 30 points de contact transitoires, chacun durant moins de 50 nanosecondes. La compréhension de cette dynamique en réseau pourrait contribuer au développement de contraceptifs et éclairer les mutations génétiques liées à la fertilité.
Les ions zinc régulent la force de liaison
Les ions zinc (Zn²⁺) jouent également un rôle régulateur important. En leur présence, IZUMO1 se courbe en forme de boomerang et ne peut plus se lier fermement à JUNO. Cela pourrait expliquer pourquoi un ovocyte libère de grandes quantités de zinc immédiatement après la fécondation afin d’empêcher l’entrée d’autres spermatozoïdes.
Liaison des folates à JUNO
Les simulations ont également précisé la liaison des folates à JUNO. Les expériences montrent que JUNO ne peut pas se lier aux folates en solution aqueuse, mais les simulations indiquent que ceux-ci peuvent pénétrer dans la poche de liaison de JUNO après la liaison d’IZUMO1 à JUNO. Cela apporte un nouvel éclairage sur le rôle des folates dans le développement neurologique du fœtus.
Perspectives
Cette étude est importante pour la biologie structurale et fournit une base théorique pour le développement de nouveaux composés médicamenteux, le traitement de l’infertilité et l’amélioration de la fécondation in vitro.
Source :
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