Мужской белок-активатор яйцеклетки поможет мужчинам от бесплодия
Ученые нашли фермент, который играет ключевую роль в активации яйцеклетки сперматозоидом. И не только помогли зачать детей мужчинам с редкими заболеваниями, но и, похоже, наткнулись на принципиально новый вид мужских контрацептивов.Даже искусственное оплодотворение иногда кончается неудачей. В том числе и самый надежный и эффективный метод — ИКСИ (от англ. Intra Cytoplasmic Sperm Injection). Название говорит о том, что при этом сперматозоид вводят непосредственно в цитоплазму яйцеклетки. Метод применяют тогда, когда здоровых сперматозоидов очень мало или же все они с нарушениями и не могут самостоятельно проникнуть через оболочку яйцеклетки. Но и этот метод не всегда помогает.
Специалисты считают, что в таких случаях сперматозоид не может активировать яйцеклетку. Даже когда клетки сливаются, это не означает начала новой жизни. В причинах данного явления разбиралась команда исследователей из Оксфордского университета, Великобритания, Университета в Генте, Бельгия, и Массачусетского университета, США.
У девяти пациентов клиники Университета в Генте, которым искусственное оплодотворение по методу ИКСИ не помогло, собрали образцы спермы. Она была в разном состоянии. Пять пациентов страдали редкой формой наследственного заболевания - глобозооспермией, при которой головка сперматозоида сферической формы и не имеет специального органа — акросомы. Именно благодаря акросоме сперматозоид проникает сквозь оболочку яйцеклетки. Но в данном случае, хотя его непосредственно подсадили в цитоплазму, активации яйцеклетки не произошло. Значит, мешает еще что-то. У других пациентов сперматозоиды были нормального строения, но результат тот же. Контролем служила сперма нормальных добровольцев, участвующих в программе искусственного оплодотворения.
Белка или мало, или не там, или не такой
Кевин Ковард из отделения акушерства и гинекологии Оксфордского университета и его коллеги изучили содержание и распределение в сперматозоидах белка, который встречается только в них, — фосфолипазы С зета (PLC).
Чтобы обнаружить белок, они использовали антитела к нему и специфическое окрашивание в местах реакции белка с антителом. В нормальных сперматозоидах белок PLC концентрировался в экваториальной области. В бесплодных сперматозоидах с белком выявились проблемы.
Для генетического анализа у пациентов взяли образцы слюны, выделили ДНК и провели секвенирование — определение последовательности нуклеотидов гена PLC.
В одном случае биологи обнаружили мутацию, которая вызвала изменение последовательности нуклеотидов в каталитическом центре фермента. Трехмерное строение молекулы PLC ученые выяснили методом кристаллографии. Такое изменение приводило к резкому снижению активности фосфолипазы С зета.
В других случаях нуклеотидная последовательность гена не менялась, но белок PLC? вел себя неправильно: или его было очень мало, или он располагался не там, где нужно, или молекула белка оказывалась усеченной и не могла работать нормально.
Следовательно, белок PLC и есть тот фермент, который активирует яйцеклетку, с достаточной степенью обоснованности, предположили авторы работы.
Экспериментальное слияние мыши с человеком
Дополнительные доказательства роли белка PLC в активации яйцеклетки ученые провели в эксперименте с мышами. Они сравнили способность мутантного и нормального белка PLC активировать мышиные яйцеклетки. То, что белок был человеческим, не должно удивлять: биохимия оплодотворения так же, как и многих других процессов, сходна у всех млекопитающих.
Итак, они выделили 20 мышиных яйцеклеток, в половину из них добавили нормальный белок PLC , в другую половину — мутантный. А затем отслеживали, начнется ли резкий выброс ионов кальция в цитоплазму яйцеклетки — верный признак ее активации. Ученые зафиксировали выброс только в яйцеклетках, обработанных нормальным белком PLC.
Примерно то же самое произошло, когда экспериментаторы добавили к мышиным яйцеклеткам нормальные и мутантные человеческие сперматозоиды. В первом случае яйцеклетка активировалась, во втором — нет. Это, конечно, не значит, что ученые оплодотворили мышей человеческой спермой — от такой манипуляции не получится человеко-мышь. Но мышиную яйцеклетку активировать удалось благодаря белку PLC.
«В будущем, если мы сможем в лаборатории получить работающий белок, можно будет активировать с его помощью яйцеклетку и использовать этот метод для успешного искусственного оплодотворения в сложных случаях, — говорит Кевин Ковард. — С другой стороны, ингибиторы белка PLC будут полезны для разработки мужских контрацептивов».
Источник: Екатерина Федорец, Infox.ru
22 апреля 2011