Механизмът, който предотвратява размножаването между бозайници от различни видове, е идентифициран. Това откритие може да помогне за подобряване на асистираната репродукция при животни и хора.
Международно проучване, ръководено от INIA-CSIC, с участието на Университета в Мурсия, Испания направи важна крачка напред в разбирането на механизмите, които гарантират, че оплождането при бозайниците се случва изключително между репродуктивни клетки от един и същи вид. Изследването, публикувано в списанието eLife, разкрива ключовата роля на протеин, наречен овидуктин, който може да модифицира повърхността на яйцеклетката, така че тя да може да бъде оплодена само от „съвместими“ сперматозоиди, т.е. сперматозоиди от един и същи вид.
Досега се смяташе, че тази способност за селекция е присъща на яйцеклетката. Проучването обаче показва, че тя се активира само при контакт с околната среда на яйцепровода, мястото, където яйцеклетката се опложда. Това откритие има значителни последици в областта на репродуктивната биология и би могло да открие нови възможности за подобряване на техниките за ин витро оплождане, както при хора, така и при животни.
Изследването се фокусира върху овидуктин (OVGP1), протеин, присъстващ в течността на яйцепровода, известен още като фалопиевата тръба или мястото на оплождане при бозайниците. Изследователите демонстрираха, че този протеин взаимодейства с външния слой, обграждащ яйцеклетката, zona pellucida, променяйки нейната структура и състав. Това взаимодействие кара този външен слой да придобие вид „молекулен подпис“, който действа като непреодолима бариера за сперматозоиди от други видове.
„Овидуктинът действа като естествен филтър, който гарантира, че яйцеклетката се свързва само със сперматозоиди от собствения си вид“, обяснява Алфонсо Гутиерес-Адан, който ръководи изследването. Zona pellucida играе съществена роля в оплождането ,тя улеснява съединението с правилните сперматозоиди, предотвратява навлизането на повече от един (предотвратявайки полиспермията) и участва в ранното развитие на ембриона. До това изследване на INIA-CSIC обаче не беше напълно разбрано как тя успява да предотврати кръстосаното оплождане между различни видове.
За да изяснят този механизъм, изследователите са изложили кравешки и миши яйца на течности от яйцепровода и рекомбинантни версии на овидуктин от различни видове (говежди, човешки и миши). Те са наблюдавали, че без контакт с овидуктин, яйцата могат дори да бъдат оплодени от сперматозоиди от друг вид. За разлика от това, действието на овидуктина е довело до селективност на zona pellucida, позволявайки достъп само на сперматозоиди от същия вид. „Яйцеклетките, новоосвободени от яйчника, могат да бъдат оплодени от сперматозоиди от различни видове. Но след като влязат в яйцепровода и бъдат покрити с овидуктин, ситуацията се променя. Те стават силно селективни и позволяват достъп само на сперматозоиди от същия вид“, отбелязва Гутиерес-Адан.
Един от ключовите тестове за разбиране на този процес беше така нареченото „проникване в празна зона“, при което съдържанието на вътрешността на яйцеклетката се отстранява, за да се фокусира единствено върху това как реагира външният ѝ слой. Тази техника, наскоро патентована от изследователската група на Гутиерес-Адан, позволи прецизно проучване на взаимодействието между сперматозоидите и zona pellucida, без вътрешна намеса. Тази нова техника потвърди, че овидуктинът модифицира zona pellucida, за да я направи специфична, а също и че някои компоненти, като сиаловите киселини (захарни молекули, присъстващи в овидуктина и на повърхността на яйцеклетката) са от съществено значение в този процес, защото улесняват правилното разпознаване между яйцеклетката и сперматозоида. Сиаловите киселини действат като ключалки, които могат да бъдат отворени само от подходящия „ключ“: сперматозоиди от съответния вид. Ако тези молекули бъдат променени или елиминирани, тази съвместимост изчезва и оплождането не се случва.
Това откритие отваря нови пътища за оптимизиране на ин витро оплождането. При хората то би могло да помогне за подобряване на селекцията на сперматозоиди, намаляване на риска от генетични аномалии и увеличаване на процента на успех.
Това проучване допринася за разбирането как видовете развиват естествени бариери, за да предотвратят хибридизацията и да запазят генетичната си идентичност. Тези знания могат да бъдат приложени и в стратегиите за опазване на биоразнообразието. И накрая, използването на третирани с овидуктин яйца може да се превърне в ценен инструмент за оценка на качеството на спермата при видове, при които събирането на яйца е трудно. Това проучване засилва централната роля на овидуктина в специфичността на оплождането и предлага нови възможности както в репродуктивната медицина, така и в животинските биотехнологии.
Източник: La Razón