بینش جدید در مورد ناباروری

محققان دانشگاه ایالتی میشیگان معمای ساختار اسپرم کمتر شناخته شده به نام قطره سیتوپلاسمی (CD) را کشف کردند. CD، که با سیتوپلاسم بزرگ شده مشخص می شود – یک ماده چسبناک و ژلاتینی که توسط یک غشای سلولی محصور شده است – در نزدیکی سر اسپرم، به ویژه در گردن آن قرار دارد. این پدیده در همه پستانداران از جمله انسان مشاهده می شود. این مدل ژنتیکی جدید اولین در نوع خود است.

علیرغم اینکه برای اولین بار بیش از 100 سال پیش کشف شد، به دلیل فقدان ابزارهای مولکولی و ژنتیکی برای مطالعه آن، نحوه تشکیل CD و عملکرد آن مشخص نیست.

دانشمندان اغلب آن را نادیده گرفته اند، اما دیگر نمی توان آن را نادیده گرفت، چن چن، دانشیار دپارتمان علوم دامی و برنامه علوم تولید مثل و رشد در کالج کشاورزی و منابع طبیعی MSU.

چن گفت: «مطالعه جدید ما با استفاده از موش‌ها نشان می‌دهد که CD در واقع یک اندامک فعال تشکیل‌دهنده است که به طور هدفمند برای تنظیم بلوغ و باروری اسپرم طراحی شده است. “این به عنوان یک “اتاق ذخیره” عمل می کند تا پروتئین های حیاتی مورد نیاز برای عملکرد اسپرم را قبل از سفر طولانی خود برای رسیدن به تخمک جمع آوری کند. این مانند بستن چمدان برای سفر به مریخ است – سفینه فضایی باید قبل از ترک زمین همه چیز مورد نیاز برای سفر را بارگیری کند.

نقش ژن SYPL1 در تشکیل سی دی

چن و تیم تحقیقاتی او یک سیستم قاچاق پروتئین جدید را در اسپرم در حال رشد کشف کردند که به طور فعال پروتئین های ضروری را از طریق وزیکول های غشایی کوچک به CD – اتاق ذخیره اسپرم منتقل می کند. این فرآیند توسط ژنی به نام SYPL1 کنترل می شود. پروتئین SYPL1 روی این وزیکول های غشایی قرار دارد و نقشی محوری در هدایت آنها برای رسیدن به CD ایفا می کند. چن گفت، می‌توانید این وزیکول‌ها را به‌عنوان کامیون‌هایی در نظر بگیرید که محموله‌های پروتئینی را به اتاق ذخیره‌سازی اسپرم می‌رسانند.

چن خاطرنشان کرد که وقتی ژن SYPL1 در موش‌ها حذف می‌شود، این سیستم قاچاق پروتئین از بین می‌رود و آنزیم‌های متابولیک حیاتی و پروتئین‌های ضروری به CD ارسال نمی‌شوند و در نتیجه یک سی دی خالی بدون وزیکول ایجاد می‌شود – چیزی که قبلاً هرگز ندیده بود. در نتیجه، بدون محتوای CD عمده، اسپرم های جهش یافته تحرک و توانایی خود را برای مقابله با تغییرات اسمزی از دست می دهند – خم می شوند و منجر به ناباروری می شوند.

چن گفت: “من معتقدم این مطالعه نشان دهنده پیشرفتی در درک تشکیل CD و عملکرد بالقوه آن است.” در سطح سلولی، به ما کمک می‌کند تا متوجه شویم که یک سیستم قاچاق پروتئین وجود دارد که به طور فعال محموله‌ها را به CD منتقل می‌کند تا در آینده توسط اسپرم برای سفر به تخمک استفاده شود.

اساساً، این یافته، تصور غلط مردم را در مورد این ساختار اسرارآمیز اسپرم تغییر خواهد داد. این راه‌های جدیدی را برای تحقیق روی CD به‌عنوان نشانگر زیستی برای باروری در انسان‌ها و حیوانات و احتمالاً هدف قرار دادن این مسیر جدید برای کنترل باروری باز خواهد کرد.»

مرجع: “SYPL1 یک مسیر تاولی ضروری برای تشکیل قطرات سیتوپلاسمی اسپرم و باروری مردانه را تعریف می کند” توسط Jiali Liu، Louis Hermo، Deqiang Ding، Chao Wei، Jeffrey M. Mann، Xiaoyuan Yan، Ashley F. Melnick، Yingjie Wu، Alicia Withrow، خوزه سیبلی، رکس ای. هس و چن چن، 22 اوت 2023، ارتباطات طبیعت .
DOI: 10.1038/s41467-023-40862-1

مهندس حمید تدینی: نویسنده و وبلاگ نویس مشهور، متخصص در زبان برنامه نویسی و هوش مصنوعی و ساکن آلمان است. مقالات روشنگر او به پیچیدگی های این زمینه ها می پردازد و به خوانندگان درک عمیقی از مفاهیم پیچیده فناوری ارائه می دهد. کار او به دلیل وضوح و دقت مشهور است.