Shkencëtarët deshifrojnë ‘proteinën LEGO’ që e bën spermën të notojë

Shkencëtarët kanë deshifruar një proteinë nga sperma e iriqit të detit që gjendet edhe tek kafshët e tjera, duke përfshirë njerëzit, duke ngritur një rrugë të re potenciale për trajtimin e infertilitetit mashkullor dhe zhvillimin e kontrollit të lindjeve mashkullore.

Për herë të parë, studiuesit kanë zbuluar strukturën e një proteine ​​që i mundëson spermës të notojë.

Proteina qëndron në membranën qelizore të spermës dhe ndihmon në transportin e joneve të natriumit dhe hidrogjenit të ngarkuar pozitivisht brenda dhe jashtë qelizës. Ky është një rol i rëndësishëm për rregullimin e pH-së, përmbajtjes së kripës dhe vëllimit të qelizës, duke ndihmuar në mbajtjen e saj të gjallë dhe të shëndetshme.

“Ne e dimë se kjo proteinë është thelbësore për lëvizshmërinë e spermës dhe rrjedhimisht pjellorinë mashkullore, nga studimet që variojnë nga iriqët e detit deri te miu dhe njeriu,” tha për Live Science Christina Paulino , një biologe strukturore në Qendrën Biokimike të Universitetit të Heidelberg në Gjermani.

Megjithatë, proteina funksionon ndryshe në kafshë të ndryshme, kanë treguar hulumtimet e mëparshme. Paulino kreu pjesën më të madhe të kërkimit të ri ndërsa ishte në Universitetin e Groningenit në Holandë, duke u fokusuar në proteinat në iriqët e detit. Të dhënat për këto kafshë detare nuk do të përkthehen drejtpërdrejt në zhvillimin e ilaçeve për fertilitetin njerëzor ose kontrollin e lindjes. Por hulumtimi mund të tregojë se si sperma huazon truket nga qelizat e tjera për të ndërtuar proteinat e veta unike.

Studimi u botua të mërkurën (25 tetor) në revistën Nature .

Proteina, e quajtur SLC9C1, ka një strukturë të çuditshme përzierjeje dhe ndeshjeje, zbuloi një dokument i vitit 2018 .

“Ai kombinon ‘aftësi’ mekanike që nuk janë parë më parë,” tha Paulino. Proteina përbëhet nga një segment që ndjen tensionin në membranën e një qelize, një segment që i përgjigjet lajmëtarëve të vegjël molekularë të quajtur AMP ciklike dhe një komponent që bën shkëmbimin aktual të joneve. Struktura është paksa si një krijim LEGO , Paulino tha: Pjesët e ndryshme janë të njohura nga proteinat e tjera, por nuk janë parë në këtë kombinim.

Paulino dhe ekipi i saj përdorën një teknikë të quajtur mikroskopi krio-elektronike për të studiuar proteinën. Në këtë teknikë, mostrat ftohen nën minus 243.4 gradë Fahrenheit (minus 153 gradë Celsius) dhe një rreze elektronesh kalon nëpër to për të bërë imazhe me rezolucion të lartë të kthesës komplekse të proteinës.

Në iriqët e detit, proteina e bën brendësinë e qelizave të spermës më alkaline, që do të thotë bazë ose më pak acide, duke shkëmbyer jonet e natriumit dhe protonet brenda dhe jashtë qelizës, zbuloi ekipi. Ndryshimet në tensionin e membranës qelizore nxisin këtë transferim – një metodë që nuk është parë më parë në këtë lloj të veçantë të proteinës së transportit të membranës.

“Kjo është e jashtëzakonshme, pasi transportuesi ka adoptuar ose rrëmbyer një tjetër bllok ndërtimi që zakonisht gjendet vetëm në një klasë tjetër transportuesish membranash, domethënë kanalet jonike,” tha Paulino.

Studiuesit janë të interesuar për rolin e mundshëm të SLC9C1 në infertilitetin mashkullor, tha Paulino. Fakti që proteina është specifike për spermën do të thotë se mund të jetë një objektiv për kontrollin e lindjeve mashkullore, pasi çdo farmaceutik që do të prishte proteinën ka të ngjarë të mos ndikojë në qelizat e tjera në trup.

Megjithatë, ka një hap të madh midis të kuptuarit të funksionit bazë të SLC9C1 në iriqët e detit dhe përdorimit të atij informacioni për të zhvilluar qëllimin e pakapshëm të kontrollit farmaceutik të lindjes për burrat , tha Benjamin Kaupp , një kimist biofizik në Universitetin e Bonit dhe Institutin Max Planck për. Shkenca Multidisiplinare i cili nuk ishte i përfshirë në studimin e ri.

Puna e fundit e botuar në revistën Nature Communications nga Kaupp dhe ekipi i tij zbuloi se – ndryshe nga qelizat e iriqit të detit – SLC9C1 e njeriut nuk nxitet në veprim nga voltazhi i membranës qelizore. Nuk është e qartë se çfarë kontrollon versionin njerëzor të proteinës, apo edhe nëse versioni njerëzor transferon jone natriumi dhe protone, siç bën proteina e iriqit të detit.

“Pyetja që tani është e pazgjidhur është se çfarë po bën kjo molekulë në spermën e gjitarëve në përgjithësi, ose në spermën e njeriut në veçanti”, tha Kaupp për Live Science. “A është një shkëmbyes i protoneve të natriumit? Apo transporton diçka tjetër? Dhe nëse është një shkëmbyes proton natriumi, cili është ndryshimi i tij me iriqin e detit?”