Navigácia spermií skúmaná u Ježovky
Navigácia spermií bola doposiaľ tajomstvom. Nemeckí vedci, vedený profesorom Benjaminom Kauppom, opísali u ježoviek molekulu, ktorá je kľúčovým článkom v navigácii spermií. Stále však zostáva otázkou, či podobného procesu využíva aj ľudské rozmnožovacie ústrojenstvo. Prípadné potvrdenie by pomohlo odhaliť génové mutácie spôsobujúce neplodnosť.
Došli na kĺb inému tajomstvu
O tom, ako funguje oplodnenie, má predstavu väčšina z nás. Avšak presné fungovanie životodarného procesu vedci stále skúmajú. Jestvuje hypotéza, že spermie prechádzajú u vajíčka „pytačkami“ a ženská bunka si aktívne vyberá najlepšieho nositeľa genetickej informácie.
Zatiaľ čo v tomto prípade išlo skôr o domnienku, nemeckí vedci teraz po rokoch bádania a experimentov tvrdia, že prišli na kĺb inému tajomstvu: správnemu smerovaniu spermie. Je tým pádom definitívne odhalená navigácia spermií? Vedúci profesor Benjamin Kaupp z výskumného centra v Bonne uviedol, že jeho tím objavil molekulu v biochemickom procese spermie, ktorý ju naviguje k vajíčku. Aby sme význam objavu pochopili, zrekapitulujme si stručne, čo vieme o oplodnení.
Ako prebieha oplodnenie
Väčšinu zo strastiplnej cesty, z ktorej vzíde len jeden víťaz, vedci popísali. Po výronu ejakulátu sa spermie začínajú približovať k vajíčku (oocytu). Nasmerovanie im uľahčujú vajcovody: spermiám pomáhajú pohybom riasiniek a nasávaním tekutiny.
V časti vajcovodu zvanom oviduktálny rezervoár strávia samčie pohlavné bunky nejaký čas, než začnú postupovať ďalej. Vajíčko k sebe vábi spermie hneď dvomi procesmi. Ako zostupuje vajcovodom, vytvára okolo seba teplejšie prostredie (termotaxia), ktoré spermie detekujú termočidlom, a zároveň produkuje látky, aby ho spermie rozpoznali (chemotaxia). A práve tento proces nebol doposiaľ úplne dešifrovaný, konkrétne ako sa spermie chemickými látkami z vajíčka riadia.
Spermie sú priťahované peptidom
Chemotaxia je proces, kedy je bunka priťahovaná či odpudzovaná niektorú chemickou látkou. Nemecký tím skúmal spermie ježoviek. Tie sú priťahované peptidom, ktorý vylučuje samičia bunka čakajúca na oplodnenie. Receptory spermií sú tak citlivé, že stačí jediná molekula peptidu v miliardách molekúl vody, aby spermie zmenili smer.
Molekula ovplyvňujúca zásaditosť spermie
Signálom pre zmenu smeru je zmena vnútrobunkové hladiny pH, ale doteraz sa nevedelo, ako k tejto zmene dochádza. Kaupp teraz prichádza s odpoveďou v podobe novo objavenej molekuly, ktorá ovplyvňuje zásaditosť spermie prijímaním sodných iónov a vylučovaním protónov. Malá „iónová pumpička“ je vytúženou odpoveďou na navigáciu spermií pomocou chemotaxie.
„Akonáhle spermia narazí na vajíčkom vylučovaný chemoatraktant, receptor na membráne spermie spustí výrobu malej molekuly, ktorá aktivuje špeciálny iónový kanál. Ten, ako sa zdá, vznikol počas evolúcie zložením častí dvoch rôznych typov bunkových kanálov pre ióny. Aktivácia iónového kanála vedie k zvýšeniu vnútrobunkového pH a to následne spôsobí zmenu „pohyblivosti“ spermie,“ vysvetľuje Petr Svoboda z Ústavu molekulárnej genetiky AV ČR.
Pokusy budú pokračovať
Podľa Kauppa nie je celkom isté, či rovnaká molekula hrá úlohu aj pri cicavčom a ľudskom rozmnožovaní. Je možné, že ľudský rozmnožovací cyklus je kvôli vlnenie vajcovodou závislejší na termotaxii. Vo výskume preto plánuje Kaupp pokračovať. „Akonáhle budeme presne poznať fungovanie ľudských spermií, pomôže nám to v hľadaní mutácií génov, ktoré spôsobujú neplodnosť,“ zdôvodňuje nemecký profesor svoje bádanie.
