Nová štruktúra objavená v chvoste spermie

Kryo-elektrónová mikroskopia odhaľuje skôr neznámu špirálovú konštrukciu

V chvoste ľudských spermií objavili vedci predtým neznámu štruktúru. © Thorsten Schmitt / thinkstock
čítať nahlas

Špičkový plavec: Vedci pozorovali predtým neznámu štruktúru chvosta spermie. Vo vnútri mikrotubulov - kostrových trubíc v chvoste - objavili špirálovitú štruktúru, ktorá siahala dopredu od špičky chvosta. Podľa vedcov v časopise "Scientific Reports" by to mohlo pomôcť ušetriť energiu a konečne dosiahnuť vajíčko.

Spermie musia byť schopné vynikajúcim spôsobom plávať, aby sa dostali k vajíčkovým bunkám pred svojimi konkurentmi. Chvost bunky musí preto bežať plnou rýchlosťou. Vo vnútri tohto mimoriadne zložitého stroja úzko spolupracuje asi 1 000 rôznych proteínov. Najdôležitejšie sú tubulárne mikrotubuly, kde motorické proteíny poskytujú potrebný pohyb. „Je to neuveriteľné, že to funguje, “ hovorí autorka Johanna Höög z Gothenburgskej univerzity. „Pohyb tisícov motorických proteínov musí byť koordinovaný až do najmenších detailov, aby spermie plávali.“

Špička chvosta v reze: Proteínové segmenty tvaru C vo vnútri mikrotubulov sú znázornené bledo zelenou farbou. Mikrotubuly sú usporiadané špirálovito. © Davide Zabeo a kol., Scientific Reports, CC-by-sa 4.0

Špirály v ľade

Vedci sa spočiatku chceli pozerať iba na 3D štruktúru chvosta spermií a od plánu funkcie blízko. Na tento účel použili kryoelektrónovú mikroskopiu. Táto metóda, ktorá získala Nobelovu cenu v roku 2017, zviditeľňuje aj najmenšie bunkové štruktúry v nano-mierkach bez toho, aby ich štruktúrne napadla. „Pretože sú bunky zmrazené bez chemikálií, ktoré by zakrývali najmenšie bunkové štruktúry, môžeme v bunke dokonca pozorovať jednotlivé proteíny, “ vysvetľuje H g.

Vedci objavili na špičke chvosta doteraz nepovšimnutú štruktúru. V skúmavkách mikrotubulov bola pozorovaná tmavá špirálová štruktúra. Vedci vytvorili 3D modely tejto špirály a zistili, že sa jedná o segmenty proteínového segmentu, ktoré sa hromadia vo vnútri mikrotubulov vo forme špirály. Od špičky sa špirály natiahli cez desatinu celého chvosta.

Podrobne proteínové špirály Davide Zabeo a kol ./ Scientific Reports, CC-by-sa 4.0

Funkcia zostáva záhadná

Vedci chcú ďalej odpovedať na to, akú úlohu má nová štruktúra. „Veríme, že táto špirála by mohla pôsobiť ako korok vo vnútri mikrotubúl, “ špekuluje hlavný autor Davide Zabeo. „To by im zabránilo v normálnom raste a zmenšovaní a namiesto toho by umožnilo spermiu sústrediť svoju energiu v plnom rozsahu na plávanie.“ Mohlo by to tiež dodať mikrotubulám ďalšiu tuhosť a tým aj špičku chvosta. stabilnejšie a mobilné spermie, takže vedci. zobraziť

Pohyblivosť a vhodnosť spermií sú pre mužskú plodnosť rozhodujúce. Avšak z neznámych dôvodov počet spermií západných mužov od roku 1973 klesol o viac ako polovicu. Pochopenie novej štruktúry by mohlo mať klinické dôsledky. (Scientific Reports, 2018; doi: 10, 1038 / s41598-018-21165-8)

(Univerzita v Göteborgu, 22.02.2018 - YBR)