Молекулярный «штрихкод» помогает выбрать сперматозоид для оплодотворения

Белок CatSper1 может действовать как молекулярный «штрихкод», который помогает определить, какие сперматозоиды достигнут яйцеклетки, а какие будут отбракованы.

Исследование на мышах, опубликованное в eLife, важно для понимания процесса отбора сперматозоидов после их попадания в женский репродуктивный тракт. Эти знания могут привести к разработке новых подходов к лечению бесплодия.

«Самцы млекопитающих эякулируют миллионы сперматозоидов в репродуктивный тракт самки, но до яйцеклетки добираются лишь единицы, — объясняет старший автор Жан-Джу Чунг из Йельской школы медицины. — Это говорит о том, что сперматозоиды проходят отбор в процессе движения, а лишние клетки элиминируются. Но большая часть наших знаний основана на изучении изолированных клеток в чашке Петри, что не позволяет увидеть процесс отбора».

Чтобы решить эту проблему, Чунг и коллеги разработали новую стратегию молекулярной визуализации для наблюдения за отбором сперматозоидов в репродуктивном тракте мышей. Используя эту технику в сочетании с традиционными молекулярно-биологическими методами, команда показала, что для оплодотворения белок сперматозоида CatSper1 должен оставаться неповреждённым.

Белок CatSper1 — один из четырёх белков, формирующих канал для входа кальция в мембрану, окружающую хвост сперматозоида. Этот канал необходим для движения и выживания сперматозоида. Если этот белок отщепляется в репродуктивном тракте, сперматозоид погибает, не достигнув яйцеклетки. «Это указывает на то, что CatSper1 служит своего рода штрихкодом для отбора и элиминации сперматозоидов», — говорит Чунг.

Эти результаты и новая платформа для визуализации могут позволить учёным больше узнать о шагах процесса оплодотворения и последующих событиях, например, имплантации эмбриона в матку.

«Наше исследование открывает новые горизонты для визуализации и анализа молекулярных событий в отдельных сперматозоидах во время оплодотворения и на самых ранних этапах беременности, — заключает Чунг. — Это и дальнейшие исследования в конечном итоге могут дать новые идеи для разработки методов лечения бесплодия».