Новости | Karolinska Institutet раскрывает механизм контроля яйцеклеткой проникновения сперматозоида

В новом исследовании под руководством Karolinska Institutet учёные обнаружили, что после оплодотворения окружающая яйцеклетку оболочка уплотняется, механически не позволяя проникнуть дополнительным сперматозоидам и предотвращая последующую гибель эмбриона. Исследование также объясняет, как мутации белков оболочки яйцеклетки могут вызывать женское бесплодие и в конечном итоге привести к созданию новых методов контрацепции. Результаты опубликованы в журнале Cell.

Оплодотворение у млекопитающих начинается с прикрепления сперматозоида к оболочке яйцеклетки — волокнистой внеклеточной структуре, которую он должен преодолеть, чтобы слиться с яйцеклеткой. Международная команда подробно описала структуру и функцию ZP2 — ключевого компонента волокон оболочки яйцеклетки, регулирующего взаимодействие яйцеклетки и сперматозоида во время оплодотворения.

«Мы знали, что ZP2 расщепляется после проникновения первого сперматозоида в яйцеклетку, и объяснили, как это событие уплотняет оболочку яйцеклетки и делает её непроницаемой для других сперматозоидов», — сказал Luca Jovine, профессор кафедры биологических наук и питания Karolinska Institutet, руководивший исследованием. «Это предотвращает полиспермию — слияние нескольких сперматозоидов с одной яйцеклеткой, — которое губительно для эмбриона».

Изменения оболочки яйцеклетки после оплодотворения также необходимы для женской фертильности, поскольку защищают развивающийся эмбрион до его имплантации в матку. Эти знания могут помочь в разработке негормональных контрацептивов, нарушающих формирование оболочки яйцеклетки. Исследование также объясняет некоторые формы женского бесплодия, связанные с оболочкой яйцеклетки.

«Мутации в генах, кодирующих белки оболочки яйцеклетки, могут вызывать женское бесплодие, и выявляется всё больше таких мутаций», — объяснил Luca Jovine. «Мы надеемся, что наше исследование поможет диагностировать женское бесплодие и потенциально предотвратить нежелательную беременность».

Важно, что исследование также показало: участок ZP2, ранее считавшийся рецептором сперматозоида, не нужен для прикрепления сперматозоида к яйцеклетке. Это ставит вопрос о том, где находится настоящий рецептор сперматозоида на оболочке яйцеклетки; учёные планируют изучить это подробнее.

Исследователи объединили рентгеновскую кристаллографию и криоэлектронную микроскопию, чтобы изучить 3D-структуру белков оболочки яйцеклетки. В функциональных исследованиях на мышах изучали взаимодействие сперматозоидов и яйцеклеток с мутациями ZP2, а программа искусственного интеллекта AlphaFold использовалась для прогнозирования структуры оболочки человеческой яйцеклетки.

Исследование проводилось совместно с Osaka University и Sophia University в Японии и University of Pittsburgh в США; использовались данные, собранные в SciLifeLab и на синхротронах ESRF, DLS и BESSY II.

Источник статьи:

Онлайн-источники