Cel plemnika jest jasny – dotrzeć do komórki jajowej i ją zapłodnić. Ale jak wykazali niemieccy naukowcy w badaniach na myszach, niektóre plemniki w tej rywalizacji nie grają czysto i mogą zwiększać swoje szanse sabotując rywali.

Rywalizacja między plemnikami ścigającymi się, aby dotrzeć do komórki jajowej, nie przebiega w duchu fair play. Biorąc pod uwagę miliony konkurujących ze sobą plemników i fakt, że w większości przypadków zwycięzca jest tylko jeden, wyścig ten jest intensywny i bywa bezwzględny.

Naukowcy z Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka zaobserwowali w badaniach na myszach, że plemniki wyposażone w odpowiedni wariant genów, mogą „podtruwać” konkurencję jeszcze w fazie rozwoju, pozbawiając ją zdolności do skutecznego poruszania się w kierunku komórki jajowej. Wyniki swoich prac niemieccy uczeni opublikowali na łamach pisma „PLOS One”.

 

Wyścig o życie

Jeśli chodzi o plemniki, kluczową sprawą w ich zadaniu jest ruchliwość, by jak najszybciej dotrzeć do komórki jajowej i ją zapłodnić. Plemniki, które potrafią się szybciej poruszać, wygrywają wyścig.

Bernhard Herrmann wraz z kolegami przeanalizował próbki nasienia myszy. Badacze odkryli, że plemniki niektórych myszy, noszące wariant genetyczny, który uczeni nazwali haplotypem-t, poruszał się szybciej i w linii prostej. Inne plemniki bez tego wariantu od tej samej myszy poruszały się mniej produktywnie, znacznie wolniej, a czasem bez celu w kółko.

Niemieccy naukowcy powiązali różnicę w ruchliwości z białkiem zwanym RAC1, które jest niezwykle ważne dla zdolności plemników do skutecznego przemieszczania. Plemniki, które mają optymalną ilość tego białka, mają większe szanse na dotarcie do jaja jako pierwsze.

Białko to działa jak przełącznik, przekazując informacje z zewnątrz do wnętrza komórki poprzez aktywację innych cząsteczek sygnałowych. Wiadomo, że pełni funkcje w kierowaniu komórek układu odpornościowego na ich cele. Autorzy nowego badania postawili hipotezę, że RAC1 może również pomagać plemnikom znaleźć drogę do komórki jajowej.

– Uzyskane przez nas dane wskazują na to, że plemniki są bezwzględnymi konkurentami – mówi Herrmann, dyrektor Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka. – Różnice genetyczne mogą dać poszczególnym plemnikom przewagę w wyścigu o życie, promując w ten sposób przekazywanie poszczególnych wariantów genów następnemu pokoleniu – dodaje.

Sabotaż

Autorzy badań odkryli również, że plemniki, które posiadają odpowiedni segment genetyczny, mogą unieszkodliwiać inne plemniki, które go nie mają. Na wczesnym etapie spermatogenezy (dojrzewania plemników), plemniki z haplotypem-t „zatruwają” swoją konkurencję poprzez rozprowadzania czynników zniekształcających sygnały regulacyjne w innych, „normalnych” plemnikach, co znacznie zmniejsza ich zdolności ruchowe.

– Plemnikowi z haplotypem-t udaje się unieszkodliwić spermę, ale bez wpływu na siebie. Sztuczka polega na tym, że haplotyp-t „zatruwa” wszystkie plemniki, ale jednocześnie wytwarza antidotum, które działa tylko na plemniki zawierające haplotyp-t i chroni je. Można to sobie wyobrazić jako maraton, w którym wszyscy uczestnicy dostają zatrutą wodę do picia, ale niektórzy biegacze biorą też antidotum – wyjaśnia Herrmann.

Jednak ta przewaga znika, jeśli plemniki z haplotypem-t znajdą się wśród swoich, jeśli są pozostawione same, bez normalnych plemników, z którymi mogłyby konkurować. Gdy naukowcy zahamowali RAC1, „normalne” plemniki odzyskiwały swoją ruchliwość.

Badania wykazały też, że samo białko RAC1, a właściwie jego nieprawidłowy poziom może być równie szkodliwy dla plemników. Samce myszy z dwie kopiami haplotypu-t w swoich plemnikach są bezpłodne. Plemniki mają za dużo RAC1, co zakłóca ich zdolność do dotarcia do komórki jajowej.

– Wydaje się, że konkurencyjność poszczególnych plemników zależy od optymalnego poziomu aktywnego RAC1. Zarówno zmniejszona, jak i nadmierna aktywność RAC1 przeszkadza w efektywnym ruchu do przodu – powiedziała dr Alexandra Amaral, pierwsza autorka badania.

Badania pokazały, że zarówno zbyt mało, jak i zbyt dużo białka RAC1 może zmniejszać ruchliwość plemników. Może to wskazywać, że niektóre formy niepłodności u mężczyzn mogą być wynikiem nieprawidłowej aktywności RAC1. Jednak myszy to nie ludzi i potrzebne są dalsze badania, aby to wykazać.

 

 

 

ŹródłoInstytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka

 

 

:-)

0 0 vote
Article Rating