Шаг к пониманию оплодотворения

Исследователи из Каролинского института в Швеции приблизились к пониманию механизма слияния яйцеклетки и сперматозоида при оплодотворении. Используя метод рентгеновской кристаллографии, они определили трёхмерную структуру Juno — белка млекопитающих на яйцеклетке, необходимого для запуска слияния гамет. Результаты интересны с эволюционной точки зрения и раскрывают структуру потенциальной мишени для будущих негормональных контрацептивов.

Слияние гамет — ключевой этап оплодотворения. В 2014 году был открыт рецептор Juno на яйцеклетке, который связывается с белком сперматозоида Izumo1 при их встрече. Опыты показали, что мыши, лишённые любого из этих белков, бесплодны.

Juno относится к семейству рецепторов фолата (витамина B9). В исследовании, опубликованном в Current Biology, представлена высокоразрешённая 3D-структура Juno. Она показала, что Juno похож на другие рецепторы семьи, но отличается в области, которая у них служит сайтом связывания витамина B9. Это объясняет, почему Juno не связывает витамин.

Структура также предполагает, что эта же область Juno является сайтом связывания для белка сперматозоида Izumo1. Анализ показал, что связывание с Izumo1 затрагивает две специфические петли Juno.

«Мы обнаружили, что изменение этих петель либо полностью лишало Juno способности связывать Izumo1, либо меняло видовую специфичность связывания», — говорит профессор Лука Джовин. Данные не только показывают структуру Juno на атомном уровне, но и приближают к пониманию того, как его взаимодействие с Izumo1 опосредует сближение мембран гамет.

Результаты предполагают, что модификации древнего рецептора витамина B9 в далёком прошлом привели к возникновению ключевого взаимодействия, необходимого для размножения млекопитающих: прикрепления мембран яйцеклетки и сперматозоида, ведущего к слиянию гамет.