Полностью раскрыт механизм знакомства сперматозоида и яйцеклетки

Исследователям из Wellcome Trust Sanger Institute (Великобритания) впервые удалось определить молекулярный базис ключевого момента в процессе оплодотворения у млекопитающих – взаимного распознавания сперматозоида и яйцеклетки. Авторы работы, опубликованной в журнале Nature, нашли на наружной мембране женской половой клетки  специфический белок, являющийся рецептором для ранее выявленного поверхностного белка сперматозоида. Это открытие сулит новые перспективы в терапии бесплодия и разработке противозачаточных средств.

Согласно принятым научным представлениям о механизме оплодотворения у млекопитающих, для успешного осуществления сперматозоидом процесса преодоления оболочек яйцеклетки и последующего слияния с ней, две половые клетки должны сначала «узнать» друг друга путем взаимодействия между специфическими поверхностными белками. Такой белок на поверхности сперматозоида был найден в 2005 году японскими учеными и получил название Izumo (Идзумо) по названию одного из важнейших синтоистских святилищ Японии, связанным с почитанием брака. Однако соответствующего ему рецептора на поверхности яйцеклетки до сих пор обнаружить не удавалось.

С помощью созданной ими искусственной версии белка Izumo группа под руководством Гэвина Райта (Gavin Wright), экспериментируя с мышиными яйцеклетками, выявила на их наружной мембране единственный белок, с которым связывается Izumo перед началом процесса пенетрации. Это белок получил название Juno (Юнона) в честь римской богини брака и плодородия. Связь между белками оказалась очень слабой, что может объяснить тот факт, что Juno столь долго не могли найти, отмечают авторы.

Для подтверждения ключевой роли пары Izumo– Juno в процессе оплодотворения и каждого из белков в способности особи к зачатию, группа Райта вывела линии мышей, у самцов которых на поверхности сперматозоидов отсутствовал белок Izumo, а у самок на наружной мембране яйцеклеток отсутствовал белок Juno. Такие мыши при спаривании с нормальными особями оказались полностью бесплодными.

Исследователям также удалось прояснить механизм, лежащий в основе так называемого  «блока полиспермии» — препятствования пенетрации в яйцеклетку более, чем одного сперматозоида. Оказалось, что после того, как один из сперматозоидов проникнет в яйцеклетку, рецептор Juno тут же исчезает с ее поверхности, что нарушает процесс распознавания и, соответственно, предотвращает контакт с другими мужскими половыми клетками.

«Мы раскрыли одну из тайн биологии, — подчеркнул Райт. – Это открытие может быть использовано для разработки новых методик терапии бесплодия и новых способов контрацепции». В настоящее время группа Райта проводит скрининг страдающих бесплодием женщин на рецептор Juno, предполагая, что связанные с ним проблемы могут быть причиной их состояния.