Найден биологический компас для сперматозоидов

Оказалось, что в мембранах сперматозоидов есть специфический ионный канал, который может менять химические условия внутри клетки. Это обеспечивает им успешную навигацию.

Более 100 лет назад ученые на примере морских беспозвоночных выяснили, что яйцеклетки выделяют в окружающую среду специфические вещества, благодаря чему образуется градиент концентрации ионов кальция. Ориентируясь вдоль градиента в направлении максимальной концентрации, сперматозоиды находят яйцеклетки и оплодотворяют их. За прошедшие годы ученые разобрались почти во всех деталях этого процесса (его назвали хемоаттракцией), однако один из ключевых моментов был до сих пор неизвестен. Для того, чтобы положительные ионы проникали внутрь сперматозоидов, внутри них среда должна быть достаточно щелочной.

В новой работе ученые из Европейского исследовательского центра CAESAR (Center of Advanced European Study and Research) в Бонне (Германия) смогли показать, какую роль в этом процессе играет белковая молекула, которая беспечивает транспортировку ионов натрия внутрь сперматозоидов, а также протонов вовне. Подобные трансмембранные белки, которые называют натрий-протонными обменниками, уже были известны, но новый тип обладает уникальными свойствами.

Оказалось, что этот белок в сперматозоидах также напоминает по структуре HCN-каналы, расположенные в мембранах клеток сердца и головного мозга. Там этот канал, например, управляет сердцебиением. Когда сперматозоид сталкивается с молекулой хемоаттракции, то открываются калиевые каналы, через которые из клетки выходят ионы. Из-за этого потенциал на мембране меняется, что активирует определенный в новой работе канал. Он выкачивает из клетки протоны, в результате делая ее внутренности более щелочными. Если отключить этот механизм, то сперматозоиды уже не смогут ориентироваться по химическим сигналам яйцеклеток. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Не знаю, насколько это открытие важно с практической точки зрения, но для познания таинства зарождения новой жизни, это, безусловно, представляет большой интерес.