O tom, jak funguje oplodnění, má představu většina z nás. Ovšem přesné fungování životadárného procesu vědci stále zkoumají. Loni jsme psali o hypotéze, že spermie prochází u vajíčka „námluvami“ a ženská buňka si aktivně vybírá nejlepšího nositele genetické informace.
Ze zkumavky rychle zpět k matce. Technologie má zlevnit umělé oplodnění |
Zatímco v tomto případě šlo spíše o domněnku, němečtí vědci nyní po letech bádání a experimentů tvrdí, že přišli na kloub jinému tajemství: správnému směřování spermie. Vedoucí profesor Benjamin Kaupp z výzkumného centra v Bonnu uvedl, že jeho tým objevil molekulu v biochemickém procesu spermie, který ji naviguje k vajíčku. Abychom význam objevu pochopili, zrekapitulujme si stručně, co víme o oplodnění.
Většinu ze strastiplné cesty, ze které vzejde jen jeden vítěz, vědci popsali. Po výronu ejakulátu se spermie začínají přibližovat k vajíčku (oocytu). Nasměrování jim ulehčují vejcovody: spermiím pomáhají pohybem řasinek a nasáváním tekutiny.
V části vejcovodu zvaném oviduktální rezervoár stráví samčí pohlavní buňky nějaký čas, než začnou postupovat dále. Vajíčko k sobě vábí spermie hned dvěma procesy. Jak sestupuje vejcovodem, vytváří kolem sebe teplejší prostředí (termotaxe), které spermie detekují termočidly, a zároveň produkuje látky, aby ho spermie rozpoznaly (chemotaxe). A právě tento proces nebyl doposud zcela rozklíčován, konkrétně jak se spermie chemickými látkami z vajíčka řídí.
Chemotaxe je proces, kdy je buňka přitahována či odpuzována některou chemickou látkou. Německý tým zkoumal spermie ježovek. Ty jsou přitahovány peptidem, který vylučuje samičí buňka čekající na oplodnění. Receptory spermií jsou tak citlivé, že stačí jediná molekula peptidu v miliardách molekul vody, aby spermie změnila směr.
Pokusy budou pokračovat
Signálem pro změnu směru je změna nitrobuněčné hladiny pH, ale dosud se nevědělo, jak k její změně dochází. Kaupp nyní přichází s odpovědí v podobě nově nalezené molekuly, která ovlivňuje zásaditost spermie přijímáním sodných iontů a vylučováním protonů. Malá „iontová pumpička“ je kýženou odpovědí na navigaci spermií pomocí chemotaxe.
„Jakmile spermie narazí na vajíčkem vylučovaný chemoatraktant, receptor na membráně spermie spustí výrobu malé molekuly, která aktivuje speciální iontový kanál. Ten, jak se zdá, vznikl během evoluce složením částí dvou různých typů buněčných kanálů pro ionty. Aktivace iontového kanálu vede ke zvýšení vnitrobuněčného pH a to následně způsobí změnu „hemživosti“ spermie,“ vysvětluje Petr Svoboda z Ústavu molekulární genetiky AV ČR.
Podle Kauppa není zcela jisté, zda stejná molekula hraje roli i při savčím a lidském rozmnožování. Je možné, že lidský rozmnožovací cyklus je kvůli vlnění vejcovodu závislejší na termotaxi. Ve výzkumu proto plánuje Kaupp pokračovat. „Jakmile budeme přesně znát fungování lidských spermií, pomůže nám to v hledání mutací genů, které způsobují neplodnost,“ zdůvodňuje německý profesor své bádání.
