Предотвращение сперматозоидов от «силового удара» может стать ключом к новому контрацептиву

20 марта
Предотвращение сперматозоидов от «силового удара» может стать ключом к новому контрацептиву

Биологи из Калифорнийского университета в Беркли, открыли переключатель, который запускает использование спермой «силового удара», чтобы проникнуть и оплодотворить яйцеклетку, что показывает возможный источник мужского бесплодия, но и потенциальную мишень для противозачаточных средств, которые работают как у мужчин, так и у женщин.

Переключатель представляет собой белок-рецептор, который реагирует на женский половой гормон прогестерон, который высвобождается яйцеклеткой или ооцитом, конечной целью, к которой подходит сперма.

Тысячи этих рецепторов сидят на поверхности хвоста сперматозоида и когда сперма приближается к яйцеклетке, гормон активирует рецептор и запускает каскад изменений, которые заставляют сперматозоид сделать «удар хвостом», чтобы пройти через клетки, защищающие яйца.

Если белок-рецептор не признает прогестерон, вы бесплодны, - сказала Мелисса Миллер, постдокторант из UC Беркли и Калифорнийского университета в Сан-Франциско и первый автор статьи. Это дает нам понимание того, другого пути, который участвует в деятельности спермы человека.

Препарат, который инактивирует этот недавно обнаруженный рецептор, однако, может сделать хороший контрацептив - тот, который можно было бы использовать любому сексуальному партнеру.

Действительно здорово то, что мы имеем реальную цель для развития однополого контрацептива, - сказала Миллер.Если вы можете остановить прогестерон от индукции удара, сперма будет не в состоянии достичь или проникнуть в яйцеклетку.

Хотя существуют и другие возможные цели для контрацептива, который позволит предотвратить инициирование рабочего хода, который называется гиперактивацией или одновременным высвобождением ферментов, чтобы прорезать защитный слой вокруг яйца, «это один из лучших вариантов, который мы имеем для контрацептива», - сказала она.

Старший автор Полина Лишко, ассистент профессора Калифорнийского университета в Беркли, отметила, что многие ткани - мозг, легкие, гладкие мышцы - содержат связанные прогестероновые или стероидные рецепторы, которые могут работать таким же образом, чтобы вызвать значительные изменения в тканях.

Немногие известные причины мужского бесплодия

На сегодняшний день врачи не могут определить причину почти 80 процентов всех случаев мужского бесплодия, отчасти потому, что очень мало известно о многих молекулярных шагах, участвующих в производстве спермы и ее взаимодействия с яйцеклеткой. Сперматозоиды могут быть виноваты в половине всех случаев бесплодных пар.

Тем не менее, правительство США запрещает использование федеральных средств для исследований, который изучают яйцеклетку и сперму вместе, поэтому там мало исследований было сделано о взаимодействии яйцеклетки и спермы.

Новое открытие приходит благодаря методам, которые Лишко и ее коллега Юрий Киричок разработали за последние пять лет в UCSF и Калифорнийском университете в Беркли. Методики позволяют им придерживаться электродов на хвосте сперматозоида и записывать их реакции на гормоны, ключевые для зондирования молекулярных каскадов, которые регулируют поведение сперматозоидов.

Этот метод привел к их открытию, что большой рецептор на хвостах спермы - кальциевый канал, названный CatSper - активируется прогестероном из яйцеклетки. Прогестерон отпирает ворота канала, позволяя электрически заряженным атомам кальция заходить в клетку. Это приводит к биохимическому каскаду, который подготавливает клетки спермы для своей последней отчаянной попытки оплодотворить яйцеклетку.

Миллер и Лишко подозревали, что прогестерон не действует непосредственно на кальциевый канал, но на какой-то другой рецептор, который, в свою очередь, активирует кальциевый канал.

Это оказалось так. Они показали, что прогестерон фактически связывается с ранее загадочным ферментом под названием ABHD2, который находится на высоком уровне в сперме. После того, как прогестерон связывается с ферментом, который находится на поверхности сперматозоида, он удаляет липиды (2AG), который ингибировали кальциевый канал. Выпущенный ингибицией, CatSper открывает ворота для ионов кальция и активации спермы.

Ингибитор кальциевого канала CatSper, вероятно, находится там по уважительной причине: чтобы предотвратить сперму от преждевременного побега к яйцеклетки и использования ограниченного запаса энергии, сказала Миллер.

Люди склонны считать, что оплодотворение, как марафон, где победит самый быстрый, самый мощный сперматозоид, - сказала Миллер. Мы думаем об этом, как о Тур де Франс, где гонщики впереди блокируют ветер для фактического победителя.

Оплодотворение - это командный вид спорта, где первые сперматозоиды расчищают путь, расходуя свою энергию, чтобы прорваться через барьер клеток, так что медленный и стабильный парень может попасть в яйцеклетку .

Исследование также проливает свет на давнюю тайну о стероидах, как прогестерон: почему они действуют совершенно по-разному. В качестве полового гормона прогестерон, как правило, вызывает каскад событий в клетке, которые изменяют экспрессию генов в ядре, процесс, который может занять несколько дней.

Но иногда прогестерон вызывает немедленные изменения в клетке - то, что называется не-геномной стероидной сигнализацией - что, очевидно, использует более быстрый процесс, чем экспрессию генов.

Лишко, которая изучает сперму крыс, мышей, быков и хряков, а также человека, чтобы понять, как оплодотворение работает в разных видах, говорит, что сперма - это совершенная система для изучения не-геномной стероидной сигнализации, когда гены сперматозоидов притихли и не имеют нормального типа стероидной сигнализации.

Источник

Просмотров: 328