Секрет сперматозоидов: учёные раскрыли механизм запуска подвижности
Исследователи из Стокгольмского университета раскрыли скрытые детали того, как сперматозоиды превращаются из пассивных клеток в активных пловцов. Эта трансформация — ключевой шаг на пути к оплодотворению, и она зависит от активации уникального ионного транспортера. Исследование опубликовано в Nature.
Сперматозоиды используют хемоаттрактанты — химические сигналы, выделяемые яйцеклеткой. Когда эти сигналы связываются с рецепторами на поверхности сперматозоида, запускается каскад событий, направляющий его движение. Ключевую роль в этом процессе играет белок SLC9C1.
Этот белок, обнаруженный исключительно в сперматозоидах, обычно неактивен. Всё меняется при взаимодействии с хемоаттрактантами.
«SLC9C1 работает как высокотехнологичная обменная система. Он обменивает протоны изнутри клетки на ионы натрия снаружи, временно создавая менее кислую среду внутри сперматозоида. Это изменение внутренней среды запускает увеличение подвижности», — объясняет профессор биохимии Дэвид Дрю.
Активация SLC9C1 вызвана изменением напряжения, которое происходит при связывании хемоаттрактантов. Для этого белок использует уникальный домен, чувствительный к напряжению (VSD). Обычно такие домены связаны с потенциал-зависимыми ионными каналами, но в случае SLC9C1 это исключительное явление для мира транспортеров.
Исследовательская группа под руководством Дэвида Дрю раскрыла механизм работы SLC9C1, впервые описав активацию транспортера доменом, чувствительным к напряжению, и его связь через необычно длинную спираль S4.
«VSD-домен реагирует на изменение напряжения, вдвигая свою стержневидную спираль S4 внутрь. Это расчищает путь для ионного обмена, осуществляемого SLC9C1, и в конечном итоге инициирует подвижность сперматозоида», — говорит Дэвид Дрю.
«Транспортеры работают совершенно иначе, чем каналы, и, соответственно, VSD связан со сперматозоидным белком так, как мы раньше никогда не видели и даже не могли представить. Захватывающе наблюдать, как природа это реализовала. Возможно, в будущем мы сможем использовать эти знания для создания синтетических белков, активируемых напряжением, или для разработки новых мужских контрацептивов, блокирующих этот белок», — отмечает учёный.