Сперматозоиды тонут из-за одной мутации

Не так давно биологи описали особенности навигационной молекулярной системы, без которой сперматозоиды могут заблудиться или обессилеть и не преодолеть систему защитных барьеров яйцеклетки. А еще ученые выяснили, что гаплоидные клетки- хвостатики не любят ментол: от «свежего дыхания» они утрачивают боевые навыки и не могут пробить защитный слой женской клетки. Последнее исследование, результаты которого появились в Science Translational Medicine, показывает, что всего лишь одна генетическая поломка мешает сперматозоидам плавать. Исследователи утверждают, что эта мутация встречается почти у четверти мужчин.

Сперматозоид - дайвер

Ген, держащий сперматозоиды на плаву, кодирует гликопротеин бета-дефенсин 126 (DEFB126). Это соединение производится клетками придатков яичек, в которых сперматозоиды-полуфабрикаты отсиживаются и частично дозревают. Именно здесь мужские половые клетки учатся вилять хвостом и разрушать защитный слой яйцеклетки. Благодаря низкому парциальному давлению кислорода и отсутствию фруктозы спермии «консервируются», сохраняясь в придатках на длительное время.

DEFB126 – это соединение, которое можно сравнить с дайверским костюмом. Его сперматозоид надевает, находясь в придатках яичек. Бета-дефенсиновая оболочка предохраняет сперматозоид от атаки женской иммунной системы. Она же (бета-дефенсиновая оболочка) помогает сперматозоиду продвигаться через толщу цервикальной слизи – субстанции, которая вырабатывается клетками шейки матки для того, чтобы сперматозоид не засох и мог некоторое время жить в женских половых путях.

Профессор Гери Шерр (Gary Cherr) и Теодор Толлнер (Theodore L. Tollner) из Калифорнийского университета в Девисе (University of California, Davis) работали на созданием нового контрацептива. Они пытались найти антитела, которые бы обнаруживали и уничтожали все то, на чем есть молекула DEFB126. Но работа как-то не клеилась, поэтому Гери Шерр и Теодор Толлнер обратились за помощью к своему коллеге, который знает о дефенсинах все, или почти все.

Спасение утопающего

Знаток дефенсинов -- профессор Шарль Бевин (Charles Bevins) -- хотел получить человеческий дефенсин в чистой форме, после чего его можно было бы использовать для поиска антител -- новых контрацептивов. Он и сотрудники его лаборатории копировали человеческий ген, ответственный за синтез бета-дефенсина 126.

Первая попытка потерпела крах – копированный ген не синтезировал нужный белок. И только использовав материал от нескольких доноров, команда Шарля Бевина смогла получить «дайверский костюм» сперматозоида в очищенной форме. Первая неудачная попытка и подтолкнула ученых на дальнейшие исследования: они изучили мутацию и сперму первого донора. «Внешне сперматозоиды выглядят нормально, качество, подвижность и количество не вызывают подозрений. Но в цервикальной жидкости такие сперматозоиды не могут двигаться, -- пишут исследователи в Science Translational Medicine. – Если же сперматозоиды обработать бета-дефенсином 126, то они начинают передвигаться в цервикальной жидкости».

Затем перешли к клиническим исследованиям. После генетического сравнения здоровых и бесплодных мужчин, ученые пришли к выводу, что по всему миру около четверти мужчин имеют мутацию, которая топит их сперматозоиды. Некоторым это удается преодолеть -- либо из-за количества, либо из-за физиологических особенностей женской половой системы сперматозоиды все-таки оплодотворяют яйцеклетку. Но многие мужчины так и не могут оставить потомства, а врачи не могут найти этому объяснений. «В 70% случаев медики не обнаруживают причину мужского бесплодия», -- завершают авторы исследования, полагая, что простой анализ на наличие единственной мутации поможет и врачам, и мужчинам.