Наука 26 октября 2023

Оказалось, что сперматозоиды плавают из-за «белка LEGO»: теперь ученые раскрыли его структуру

Новое исследование поможет в лечении мужского бесплодия и обеспечит контроль над рождаемостью.

Читайте «Хайтек» в

Исследователи впервые раскрыли структуру белка, который позволяет сперматозоидам плавать. Он находится в клеточной мембране сперматозоидов и помогает транспортировать положительно заряженные ионы натрия и водорода в клетку и из нее. Эти процессы помогают регулировать pH, содержание и объем клеток.

Предыдущие исследования показали, что у разных животных белок функционирует по-разному. Так, авторы нового исследования сосредоточили внимание на этом белке у морских ежей. Данные об этих животных не будут напрямую использоваться в разработке лекарств для повышения рождаемости или контроля над ней. Но исследование помогло ученым понять, как сперматозоиды копируют поведение других клеток, чтобы создавать собственные уникальные белки.

Белок под названием SLC9C1 имеет странную смешанную структуру, которая напоминает LEGO, объясняют ученые. Его различные части наблюдались в других белках, но не в такой комбинации.

Для исследования ученые использовали метод криоэлектронной микроскопии. Они охладили образцы до температуры ниже −153 градуса по Цельсию, а затем пропустили через них луч электронов. Так они получили изображения с высоким разрешением сложных изгибов и поворотов белка.

В итоге, ученые обнаружили, что у морских ежей белок SLC9C1 делает внутреннюю часть сперматозоидов более щелочной. Это происходит благодаря обмену ионов натрия и протонов, которые перемещаются сквозь стенки клеток. Этот перенос запускают изменения напряжения клеточной мембраны. Ранее такой процесс не встречался в этом конкретном типе мембранного транспортного белка.

«Это примечательно, поскольку транспортер “похитил” другой строительный блок, обычно встречающийся только в другом классе мембранных транспортеров», — объясняют ученые.

Исследователей интересует возможная роль SLC9C1 в мужском бесплодии. Тот факт, что белок специфичен для сперматозоидов, означает, что он может стать мишенью для мужского контроля над рождаемостью. Любой фармацевтический препарат, который разрушит белок, скорее всего, не повлияет на другие клетки организма.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что — в отличие от клеток морского ежа — человеческий SLC9C1 не активируется напряжением клеточной мембраны. Неясно, что контролирует человеческую версию белка и даже переносит ли человеческая версия ионы и протоны натрия, как это делает белок животных.