ข่าว | Karolinska Institutet เผยกลไกที่เซลล์ไข่ควบคุมการเข้าสู่ไข่ของอสุจิ

การศึกษาใหม่ที่นำโดยสถาบันคาโรลินสกาพบว่า หลังไข่ได้รับการปฏิสนธิ เปลือกหุ้มรอบไข่จะหดแน่นขึ้น ทำหน้าที่ป้องกันเชิงกลไม่ให้อสุจิตัวอื่นเข้าสู่ไข่และป้องกันตัวอ่อนตายในเวลาต่อมา การศึกษานี้ยังอธิบายว่าการกลายพันธุ์ของโปรตีนเปลือกหุ้มไข่อาจทำให้สตรีมีภาวะมีบุตรยากได้อย่างไร และอาจนำไปสู่วิธีคุมกำเนิดแบบใหม่ในอนาคต งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Cell

การปฏิสนธิในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเริ่มเมื่ออสุจิเกาะกับเปลือกหุ้มไข่ ซึ่งเป็นเยื่อหุ้มนอกเซลล์ลักษณะเป็นเส้นใยที่อสุจิต้องเจาะผ่านเพื่อหลอมรวมกับไข่ ปัจจุบันทีมนักวิจัยนานาชาติได้ทำแผนผังโครงสร้างและหน้าที่ของ ZP2 อย่างละเอียด ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของเส้นใยเปลือกหุ้มไข่ที่ควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่างไข่กับอสุจิระหว่างการปฏิสนธิ

“เราทราบว่า ZP2 จะถูกตัดหลังอสุจิตัวแรกเข้าสู่ไข่ และเราอธิบายได้ว่าเหตุการณ์นี้ทำให้เปลือกหุ้มไข่แข็งขึ้นและอสุจิตัวอื่นไม่สามารถผ่านเข้าไปได้อย่างไร” ลูกา โจวีเน ศาสตราจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยาศาสตร์และโภชนาการแห่งสถาบันคาโรลินสกา ผู้นำการศึกษา กล่าว “กระบวนการนี้ป้องกันการปฏิสนธิจากอสุจิหลายตัว หรือการที่อสุจิหลายตัวหลอมรวมกับไข่ใบเดียว ซึ่งเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อตัวอ่อน”

การเปลี่ยนแปลงของเปลือกหุ้มไข่หลังการปฏิสนธิยังจำเป็นต่อภาวะเจริญพันธุ์ของสตรี เพราะช่วยปกป้องตัวอ่อนที่กำลังพัฒนาจนกว่าจะฝังตัวในมดลูก ความรู้นี้อาจช่วยพัฒนายาคุมกำเนิดชนิดไม่ใช้ฮอร์โมนที่รบกวนการสร้างเปลือกหุ้มไข่ นอกจากนี้ การศึกษายังอธิบายภาวะมีบุตรยากในสตรีที่เกี่ยวข้องกับเปลือกหุ้มไข่

“การกลายพันธุ์ของยีนที่เข้ารหัสโปรตีนเปลือกหุ้มไข่อาจทำให้สตรีมีภาวะมีบุตรยาก และกำลังพบการกลายพันธุ์เหล่านี้เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ” ลูกา โจวีเน อธิบาย “เราหวังว่างานวิจัยของเราจะช่วยสนับสนุนการวินิจฉัยภาวะมีบุตรยากในสตรี และอาจช่วยป้องกันการตั้งครรภ์ที่ไม่พึงประสงค์ได้”

ที่สำคัญ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าบริเวณหนึ่งของ ZP2 ซึ่งเดิมเชื่อว่าเป็นตัวรับอสุจิ ไม่จำเป็นต่อการเกาะของอสุจิกับไข่ ข้อมูลนี้ทำให้เกิดคำถามว่าตัวรับอสุจิที่แท้จริงบนเปลือกหุ้มไข่คืออะไร ซึ่งนักวิจัยวางแผนจะศึกษาต่อไป

นักวิจัยใช้ผลึกศาสตร์รังสีเอกซ์ร่วมกับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไครโอเพื่อศึกษาโครงสร้าง 3D ของโปรตีนเปลือกหุ้มไข่ การศึกษาเชิงหน้าที่ในหนูตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างอสุจิกับไข่ที่มีการกลายพันธุ์ของ ZP2 ขณะที่ใช้โปรแกรม AI AlphaFold ทำนายโครงสร้างเปลือกหุ้มไข่ของมนุษย์

การศึกษานี้ดำเนินการร่วมกับมหาวิทยาลัยโอซาก้าและมหาวิทยาลัยโซเฟียในญี่ปุ่น รวมถึงมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์กในสหรัฐอเมริกา โดยใช้ข้อมูลที่เก็บรวบรวมจาก SciLifeLab และเครื่องซินโครตรอน ESRF, DLS และ BESSY II

แหล่งที่มาของเรื่อง:

แหล่งข้อมูลออนไลน์