Механика овуляции: исследование объясняет, как мышечные волокна помогают яйцеклетке выйти из фолликула

Яйцеклетки выходят из яичников. Но что их выталкивает, было неизвестно. Теперь исследователи из Университета Коннектикута объясняют в статье, опубликованной 18 сентября в Proceedings of the National Academy of Sciences, что крошечные, похожие на мышцы волокна в клетках фолликула сжимают яйцеклетку, выталкивая её наружу.

Перед оплодотворением яйцеклетки любого животного — будь то человек, курица, рыба или плодовая мушка — она должна выйти из яичника. Этот процесс называется овуляцией. Яйцеклетка созревает внутри кокона из клеток в яичнике, называемого фолликулом. В момент овуляции фолликул каким-то образом разрывается, и яйцеклетка выходит. Если фолликул не разрывается, овуляции не происходит, и яйцеклетка не может быть оплодотворена.

Для разрыва фолликула и высвобождения яйцеклетки требуется какая-то сила. Но измерить силу в чём-то столь крошечном, как клетка, сложно. Особенно когда учёные не уверены, что её генерирует.

Физиолог и генетик из UConn Цзяньцзюнь Сунь, профессор кафедры физиологии и нейробиологии, предположил, что актин и миозин — строительные блоки мышц — могут играть роль в овуляции.

Сунь изучает овуляцию с целью найти лучшие методы контрацепции. Он и докторант Стелла Чо решили изучить этот процесс у плодовых мушек. Самки мушек овулируют примерно дважды в час на протяжении большей части жизни, что делает их удобными объектами для исследований.

Актин — это длинное волокно, а миозин похож на крошечный мотор, который движется вдоль волокна и заставляет его сокращаться. Исследователи использовали флуоресцентные красители, чтобы пометить актин и миозин в клетках фолликулов яичников плодовых мушек.

Они обнаружили, что оба белка были дезорганизованы в клетках фолликула, что ожидалось. Менее ожидаемым было то, что, когда яйцеклетка созревала, актин и миозин концентрировались в стенках клеток фолликула и сокращались. Это заставляло клетки менять форму вокруг яйцеклетки и выталкивать её к внешнему краю.

«Как только вы делаете клетку фолликула выше и уменьшаете площадь её поверхности, покрывающей яйцеклетку, она выталкивает яйцеклетку… и приводит к разрыву», — говорит Сунь. Яйцеклетки, по сути, выдавливаются из фолликула, как из тюбика зубной пасты.

Сунь и Чо также обнаружили, что могут остановить разрыв фолликула, заблокировав сигнальную молекулу, которая заставляет актин и миозин собираться и сокращаться. Фолликулы удерживали яйцеклетки внутри. Обычные плодовые мушки откладывают 50–60 яиц в день; мушки с заблокированным сигналом откладывали только 10–15, что является огромным снижением.

Процесс овуляции очень похож у разных семейств животных, поэтому то, что происходит у плодовых мушек, скорее всего, происходит и у млекопитающих, включая человека. Лаборатория Суня надеется продолжить это исследование, чтобы понять нарушения овуляции у человека и разработать контрацептивные соединения для подавления процесса овуляции.