Em um novo estudo liderado pelo Karolinska Institutet, pesquisadores descobriram que, após a fertilização do óvulo, sua camada envolvente se torna mais rígida, impedindo mecanicamente a entrada de espermatozoides adicionais e evitando a morte subsequente do embrião. O estudo também explica como mutações nas proteínas da camada do óvulo podem causar infertilidade feminina e, em última análise, levar a novos métodos contraceptivos. O estudo foi publicado na Cell.
A fertilização dos mamíferos começa quando um espermatozoide se liga à camada do óvulo, um envelope extracelular fibroso que ele precisa atravessar para se fundir ao óvulo. Uma equipe internacional mapeou agora em detalhes a estrutura e a função da ZP2, um componente fundamental das fibras da camada do óvulo que regula as interações entre óvulo e espermatozoide durante a fertilização.
“Sabíamos que a ZP2 é clivada depois que o primeiro espermatozoide entra no óvulo, e explicamos como esse evento endurece a camada do óvulo e a torna impermeável a outros espermatozoides”, disse Luca Jovine, professor do Departamento de Biociências e Nutrição do Karolinska Institutet, que liderou o estudo. “Isso impede a polispermia — a fusão de vários espermatozoides com um óvulo —, que é fatal para o embrião.”
As alterações na camada do óvulo após a fertilização também são essenciais para a fertilidade feminina, pois protegem o embrião em desenvolvimento até sua implantação no útero. Esse conhecimento pode ajudar no desenvolvimento de contraceptivos não hormonais que interfiram na formação da camada do óvulo. O estudo também explica formas de infertilidade feminina relacionadas à camada do óvulo.
“Mutações nos genes que codificam as proteínas da camada do óvulo podem causar infertilidade feminina, e um número crescente dessas mutações está sendo identificado”, explicou Luca Jovine. “Esperamos que nossa pesquisa possa contribuir para o diagnóstico da infertilidade feminina e potencialmente ajudar a prevenir gestações não planejadas.”
É importante destacar que o estudo também mostrou que uma região da ZP2, anteriormente considerada um receptor de espermatozoides, não é necessária para que o espermatozoide se ligue ao óvulo. Isso levanta a questão sobre a identidade do verdadeiro receptor de espermatozoides na camada do óvulo, que os pesquisadores planejam investigar mais a fundo.
Os pesquisadores combinaram cristalografia de raios X e microscopia crioeletrônica para estudar a estrutura 3D das proteínas da camada do óvulo. Estudos funcionais em camundongos examinaram as interações entre espermatozoides e óvulos portadores de mutações na ZP2, enquanto o programa de IA AlphaFold foi usado para prever a estrutura da camada do óvulo humano.
O estudo foi realizado com a Osaka University e a Sophia University, no Japão, e a University of Pittsburgh, nos Estados Unidos, usando dados coletados no SciLifeLab e nos síncrotrons ESRF, DLS e BESSY II.
Notícias | Karolinska Institutet revela como o óvulo controla a entrada dos espermatozoides
Em um novo estudo liderado pelo Karolinska Institutet, pesquisadores descobriram que, após a fertilização do óvulo, sua camada envolvente se torna mais rígida, impedindo mecanicamente a entrada de espermatozoides adicionais e evitando a morte subsequente do embrião. O estudo também explica como mutações nas proteínas da camada do óvulo podem causar infertilidade feminina e, em última análise, levar a novos métodos contraceptivos. O estudo foi publicado na Cell.
A fertilização dos mamíferos começa quando um espermatozoide se liga à camada do óvulo, um envelope extracelular fibroso que ele precisa atravessar para se fundir ao óvulo. Uma equipe internacional mapeou agora em detalhes a estrutura e a função da ZP2, um componente fundamental das fibras da camada do óvulo que regula as interações entre óvulo e espermatozoide durante a fertilização.
“Sabíamos que a ZP2 é clivada depois que o primeiro espermatozoide entra no óvulo, e explicamos como esse evento endurece a camada do óvulo e a torna impermeável a outros espermatozoides”, disse Luca Jovine, professor do Departamento de Biociências e Nutrição do Karolinska Institutet, que liderou o estudo. “Isso impede a polispermia — a fusão de vários espermatozoides com um óvulo —, que é fatal para o embrião.”
As alterações na camada do óvulo após a fertilização também são essenciais para a fertilidade feminina, pois protegem o embrião em desenvolvimento até sua implantação no útero. Esse conhecimento pode ajudar no desenvolvimento de contraceptivos não hormonais que interfiram na formação da camada do óvulo. O estudo também explica formas de infertilidade feminina relacionadas à camada do óvulo.
“Mutações nos genes que codificam as proteínas da camada do óvulo podem causar infertilidade feminina, e um número crescente dessas mutações está sendo identificado”, explicou Luca Jovine. “Esperamos que nossa pesquisa possa contribuir para o diagnóstico da infertilidade feminina e potencialmente ajudar a prevenir gestações não planejadas.”
É importante destacar que o estudo também mostrou que uma região da ZP2, anteriormente considerada um receptor de espermatozoides, não é necessária para que o espermatozoide se ligue ao óvulo. Isso levanta a questão sobre a identidade do verdadeiro receptor de espermatozoides na camada do óvulo, que os pesquisadores planejam investigar mais a fundo.
Os pesquisadores combinaram cristalografia de raios X e microscopia crioeletrônica para estudar a estrutura 3D das proteínas da camada do óvulo. Estudos funcionais em camundongos examinaram as interações entre espermatozoides e óvulos portadores de mutações na ZP2, enquanto o programa de IA AlphaFold foi usado para prever a estrutura da camada do óvulo humano.
O estudo foi realizado com a Osaka University e a Sophia University, no Japão, e a University of Pittsburgh, nos Estados Unidos, usando dados coletados no SciLifeLab e nos síncrotrons ESRF, DLS e BESSY II.
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