EN
Фото: Unsplash. Автор: Reproductive Health Supplies Coalition
Группа исследователей из Йельского университета раскрыла, как естественный биологический механизм у млекопитающих способен предотвращать взаимодействие сперматозоидов с яйцеклеткой, блокируя оплодотворение.
Ну вот, наконец-то учёные добрались до самой сути размножения! И не просто так добрались, а ещё и нашли способ, как этому процессу помешать. Звучит странно, но в медицине такие открытия имеют двойное значение.
Открытие было сделано на грызунах и предлагает новый путь для научных исследований, которые могут помочь людям, столкнувшимся с проблемами бесплодия. В то же время это открывает новое направление для разработки контрацептивных методов. Результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. «Это будет иметь прямые последствия для исследования бесплодия и контрацепции, особенно иммуно-бесплодия и иммуно-контрацепции «, — сказал Стивен Танг, доцент молекулярной биофизики и биохимии на факультете искусств и наук Йельского университета и соответствующий автор исследования.
В США 9% мужчин и 11% женщин репродуктивного возраста сталкиваются с проблемами фертильности. Некоторые из этих проблем возникают из-за нарушений в правильном распознавании, прилипании и слиянии сперматозоида и яйцеклетки.
Ключевая часть процесса оплодотворения включает белок IZUMO1 на поверхности сперматозоидов и рецептор JUNO на яйцеклетке. Их соединение позволяет сперматозоиду и яйцеклетке распознать друг друга и слиться. Представьте, что это как ключ и замок — если они не подходят, дверь к новой жизни не откроется. Одним из способов помешать такому соединению является антитело спермы под названием OBF13. Это естественное антитело, которое было открыто 40 лет назад в Осакском университете в Японии, может распознавать IZUMO1 и нарушать оплодотворение. Но до сих пор конкретные детали этого механизма оставались загадкой.
В новом исследовании учёные проанализировали рентгеновскую кристаллическую структуру IZUMO1 при контакте с OBF13. Они обнаружили, что OBF13 прикрепляется к сперматозоиду таким образом, что меняет способ взаимодействия сперматозоида с яйцеклеткой.
Анализ также выявил вариант OBF13 с высокой степенью сродства (прочно связывающийся), который мощно блокирует оплодотворение.
Кроме того, исследователи определили ключевые аминокислотные участки на JUNO, которые определяют его способность связываться с IZUMO1. При доступе к этим участкам сперматозоид и яйцеклетка могут соединиться для оплодотворения, несмотря на вмешательство OBF13 или его варианта.
«В этой работе мы сообщаем о первой комплексной структуре антитела против сперматозоидов и антигена «, — сказал Танг. «Мы предоставляем информацию высокого разрешения, которая откроет пути для обнаружения регуляторов IZUMO1, поможет в разработке антител и ингибиторов малых молекул, а также поддержит скрининг лекарств для разработки контрацептивов «. Ну вот, теперь биологи могут посмотреть на сперматозоиды под новым углом! И, возможно, скоро появятся новые методы контрацепции, которые будут действовать на молекулярном уровне, а не просто создавать физический барьер между сперматозоидами и яйцеклеткой.
Первым автором исследования является Йонгганг Лу из Осакского университета. Масахито Икава, также из Осакского университета, является соавтором исследования.
Работа была поддержана, частично, Национальными институтами здравоохранения, премией Дэвида Сокала за инновации от Инициативы мужской контрацепции, Японским обществом содействия науке, Японским агентством медицинских исследований и разработок, а также грантом от Фонда Такеда. Исследователи также использовали оборудование в Национальной лаборатории ускорителей SLAC в Калифорнии, которая поддерживается Управлением науки Министерства энергетики США.
