Учёные раскрыли новый механизм динамической регуляции микротрубочек манжеты при развитии сперматозоидов
Исследователи под руководством Мэн Вэньсяна из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук показали, что нокаут гена CAMSAP1 (calmodulin-regulated spectrin-associated protein 1), ассоциированного с минус-концами нецентросомальных микротрубочек, у мышей приводит к типичной олигоастенотератозооспермии. Это проявляется в аномальной форме головки и хвоста сперматозоидов, снижении их количества, уменьшении подвижности и мужском бесплодии.
Результаты были опубликованы в PNAS 30 октября.
Манжета — это временная структура в процессе морфогенеза сперматозоидов, состоящая в основном из нецентросомальных микротрубочек. Регуляция манжеты критически важна для формирования сперматозоидов. Нарушение структуры её микротрубочек может привести к аномалиям сперматозоидов и мужскому бесплодию.
Хотя манжета была открыта более полувека назад, о белковом составе на дистальном конце её микротрубочек и о том, как он динамически регулируется, известно очень мало.
В этом исследовании гистологические и ультраструктурные наблюдения тканей семенников и придатков яичка мышей показали, что CAMSAP1 локализуется на дистальном конце микротрубочек манжеты. Отсутствие CAMSAP1 приводит к:
- Аномальному удлинению микротрубочек манжеты в процессе формирования сперматид.
- Значительной задержке в разборке микротрубочек манжеты с дефицитом CAMSAP1.
- Усилению ацетилирования микротрубочек.
После выделения и обогащения компонентов манжеты протеомный анализ и дальнейшие исследования выявили, что потеря CAMSAP1 приводит к аномальной локализации ключевых белков, таких как CEP170 и KIF2A, на дистальном конце манжеты.
В результате нарушается закрепление (анкеринг) и задерживается разборка микротрубочек манжеты.
Это исследование раскрывает новый механизм динамической регуляции микротрубочек манжеты во время развития сперматозоидов. Установлено, что CAMSAP1, локализуясь на дистальном конце микротрубочек манжеты, рекрутирует белки CEP170 и KIF2A для регуляции закрепления и разборки этих микротрубочек. Это обеспечивает нормальное протекание сперматогенеза. Работа углубляет понимание патогенеза тератозооспермии.
Исследование также обеспечивает теоретическую основу для клинических исследований и терапевтических подходов к лечению тератозооспермии.