Ключевой белок в сборке хвоста сперматозоида идентифицирован

Исследование, опубликованное в Journal of Cell Biology, сосредоточено на развитии хвоста сперматозоида — структуры, которая позволяет сперматозоидам плавать и, следовательно, критически важна для мужской фертильности.

Группа под руководством профессора-исследователя ICREA Кайетано Гонсалеса из Института биомедицинских исследований (IRB Barcelona) в сотрудничестве с командой Джулиано Каллаини из Университета Сиены в Италии идентифицировала критическую роль белка CENTROBIN в развитии хвоста сперматозоида.

У мух, как и у людей, сперматозоид состоит из тела клетки («головы») и жгутика («хвоста»). Бьющийся хвост позволяет сперматозоидам достигать яйцеклетки. Пучок микротрубочек, проходящих по всей длине хвоста, критически важен для биения жгутика. Эти микротрубочки организованы в характерную радиальную симметрию, которая сохраняется в эволюции и формируется на основе небольшого органоида — базального тельца, расположенного в основании жгутика.

Используя плодовую мушку Drosophila melanogaster в качестве модели, лаборатория Гонсалеса обнаружила, что CENTROBIN играет критическую роль в сборке подмножества микротрубочек внутри базальных телец. При отсутствии CENTROBIN базальные тельца лишены этих микротрубочек, как и неспособные к движению хвосты, которые они формируют. В результате самцы-мутанты по CENTROBIN стерильны.

Связь с человеческим заболеванием: «дефект легко отделяемой головки сперматозоида»

Помимо дефектного массива микротрубочек в хвосте, у мутантных по CENTROBIN сперматозоидов часто нарушена связь между головкой и хвостом. Этот эффект напоминает человеческое заболевание — «дефект легко отделяемой головки сперматозоида». Сперма пораженных этим дефектом людей выглядит нормально, но минимальные манипуляции (например, при ЭКО) приводят к отделению головок от хвостов, что делает сперматозоиды неспособными плавать.

Таким образом, исследование демонстрирует, что CENTROBIN (хорошо консервативный у людей и мух) является позитивным регулятором нормального развития жгутика. Примечательно, что предыдущая работа той же группы показала, что CENTROBIN оказывает негативный эффект на развитие первичных ресничек — укороченной версии жгутиков, которые присутствуют в некоторых нейронах мухи и во многих типах клеток человека, выполняя роль сенсоров внешних стимулов.

Вместе эти результаты раскрывают многофункциональную природу CENTROBIN — белка, играющего противоположные роли в разных типах клеток одного организма.