05.02.2021
Мария Кривоченко
7 578

Сперматозоиды «отравили»‎ конкурентов, чтобы добраться до яйцеклетки

2.8

Способность сперматозоидов двигаться зависит от белка RAC1. Оптимальное количество активного белка повышает конкурентоспособность отдельных клеток, тогда как чрезмерная активность может вызвать мужское бесплодие.

Сперматозоид и яйцеклетка во время оплодотворения / ©Wikipedia
Сперматозоид и яйцеклетка во время оплодотворения / ©Wikipedia

Группа исследователей из Института молекулярной генетики Макса Планка в Берлине описала, как генетический фактор под названием «t-гаплотип» способствует успешному оплодотворению.

Ученые проанализировали отдельные гаметы и обнаружили, что большинство клеток, которые добиваются небольшого прогресса на пути к яйцеклетке, были генетически «нормальными». Тогда как прямо движущиеся сперматозоиды в основном содержали t-гаплотип. Благодаря ему гаметы двигаются вперед быстрее, чем «нормальные», и получают преимущество в оплодотворении.

Кроме того, выяснилось, что t-гаплотип содержит варианты генов, которые искажают регуляторные сигналы. Они формируются на ранней стадии сперматогенеза и распространяются на все гаметы самца. А также являются ядом, который мешает движению.

«Противоядие» вступает в действие после того, как набор хромосом распределяется между сперматозоидами во время созревания. Только половина клеток с t-гаплотипом способна обратить вспять негативное влияние искажающих факторов. И этот защитный фактор не распределяется, а сохраняется в t-сперматозоидах.

«Хитрость заключается в том, что t-гаплотип “отравляет” все сперматозоиды и в то же время вырабатывает противоядие, которое действует только на t-сперматозоиды и защищает их», — объяснил Бернхард Херрманн, автор работы, опубликованной в журнале PLOS Genetic.

Также различия в подвижности биологи связали с белком RAC1. Он участвует в направлении, например, белых кровяных телец или раковых клеток. Новые данные предполагают, что RAC1 может также играть роль в направлении сперматозоидов. «Конкурентоспособность отдельных клеток, по-видимому, зависит от оптимального уровня активности RAC1, а сниженная и чрезмерная активность — препятствует эффективному движению вперед», — рассказала Александра Амарал, автор исследования.

Когда ученые обработали смешанную популяцию сперматозоидов веществом, которое ингибирует RAC1, то заметили, что генетически «нормальные» гаметы теперь тоже были способны двигаться к яйцеклетке. Преимущество t-сперматозоидов исчезло: так биологи выяснили, что аберрантная активность RAC1 нарушает прогрессирующую подвижность.

Это также объясняет, почему самцы мышей с двумя копиями t-гаплотипа бесплодны. Они производят только клетки, несущие t-гаплотип, с более высоким уровень активности RAC1, чем у «нормальных» клеток.

«Наши данные подчеркивают тот факт, что сперматозоиды являются безжалостными конкурентами, — подытожил Херрманн. — Генетические различия могут дать отдельным сперматозоидам преимущество в гонке за жизнь, тем самым способствуя передаче определенных вариантов генов следующему поколению».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Позавчера, 11:30
Алиса Гаджиева

Новое исследование не только определило годы жизни неолитической представительницы нашего вида, но и показало, как она выглядела.

Позавчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: