Уточнен механизм созревания сперматозоидов

Уточнен механизм созревания сперматозоидов

Созревание сперматозоидов происходит во время их продвижения по канальцам придатков яичек и только в конце этого пути они приобретают способность к оплодотворению яйцеклетки. Ученые из Немецкого научно-исследовательского центра рака в Гейдельберге (German Cancer Research Center) в сотрудничестве с Институтом молекулярной биологии в Майнце (Institute of Molecular Biology, Mainz) обнаружили, что белковые молекулы Wnt-белков вызывают активацию сигнальных путей и тем самым координируют процесс созревания половых клеток. Неожиданным стал вывод, что Wnt-сигнализация воздействует на сперматозоиды не так, как думали раньше.

Известно, что белковые молекулы Wnt вызывают активизацию процессов, которые отвечают за регуляцию основных этапов эмбрионального развития и влияют на основную форму всех организмов, от сцифомедуз до человека, а также отвечают за билатеральную симметрию организма. В то же время, чрезмерная активность этой группы белков может приводить к канцерогенезу.

Канонический механизм воздействия Wnt на клетку состоит в изменении концентрации бета-катенина, и тем самым влиянии на экспрессию генов и регулировку морфогенез. В конце этого сигнального пути специфические гены в ядре считываются (транскрибируются) и нужный Wnt-сигнал стимулирует транскрипцию. Таким образом, Wnt-сигнализация играет ведущую роль в процессе клеточного деления и способствует клеточной пролиферации.

Согласно рассуждениям Кристофа Ниерса (Christof Niehrs) из Гейдельбергского центра, исследователей всегда интересовало, может ли Wnt без начала активации и транскрипции поддерживать контролирующие функции в организме. Совсем недавно этими учеными были найдены первые признаки того, что Wnt-сигнальная независимость от транскрипции защищает белки от деградации. Таким образом, клетки успевают вырасти в размере и подготовится к последующему делению. Тем не менее подтвердить наличие связи Wnt и транскрипции крайне сложно ввиду широкого влияния сигнальной молекулы на активность генов.

В процессе исследования ученые обнаружили, что сперматозоиды подходят в качестве идеального объекта для исследования ввиду того, что у этих клеток никакие гены не транскрибируются. Таким образом, можно выяснить, по какому механизму Wnt влияет на них. Исследователям группы Ниерса, Стефан Кох и Серхио Асеброн (Stefan Koch, Sergio Acebron) удалось выявить один из загадочных факторов этого процесса созревания.

Wnt, произведенный клетками яичка, отвечает за подвижность сперматозоидов, а также за основные изменения свойств белков в половой клетке. Половые клетки мышей, не имеющие классически работающей сигнальной Wnt-схемы в процессе сперматогенеза, оказались неподвижными и бесформенными. По заявлению Ниерса, это исследование поможет решить две проблемы: подтверждение того, что без стимуляции транскрипции сигнальный путь Wnt способен контролировать функции организма и в то же время является решающим фактором в последовательностях правильного созревания сперматозоидов.

Исследователи возлагают определенные надежды на медицинскую сторону своего исследования, влияние Wnt-сигнального пути на мужскую фертильность. Поиск агентов, способных блокировать или активировать этот сигнальный путь, может стать эффективным решением в лечении нарушений созревания половых клеток и даже контрацепции.