Исследовательская группа из Берлина показала на мышах, что способность сперматозоидов прогрессивно двигаться зависит от белка RAC1. Его оптимальное количество улучшает конкурентоспособность, в то время как аномальная активность может вызвать мужское бесплодие. Конкуренция между сперматозоидами жестока — все они стремятся первыми добраться до яйцеклетки, чтобы оплодотворить ее.

Группа исследователей из Института молекулярной генетики Макса Планка в Берлине (MPIMG) описывает, как такой генетический фактор, как t-гаплотип, способствует успеху сперматозоидов в оплодотворении яйцеклетки.

Исследователи впервые экспериментально показали, что сперматозоиды с t-гаплотипом более прогрессивны. Они движутся вперед быстрее, чем их «нормальные» сверстники. Биологи проанализировали отдельные сперматозоиды и обнаружили, что большинство клеток, которые лишь незначительно продвинулись на своем пути, были генетически «нормальными», тогда как прямо движущиеся сперматозоиды в основном содержали t-гаплотип.

«Сперматозоидам с t-гаплотипом удается вывести из строя сперматозоиды без него, — объясняет Бернхард Херрманн, директор MPIMG и автор исследования. — Хитрость в том, что t-гаплотип „отравляет“ все сперматозоиды, но в то же время производит противоядие, которое действует только на t-сперматозоиды и защищает их. Представьте себе марафон, в котором все участники получают отравленную питьевую воду, но некоторые бегуны также принимают противоядие».

В прямой конкуренции t-сперматозоиды побеждают своих обычных сверстников (+) в гонке за яйцеклетку с помощью генетических уловок, позволяя им плавать по кругу. Предоставлено: MPI f. Молекулярная генетика/Александра Амарал

Как выяснили ученые, t-гаплотип содержит определенные варианты генов, искажающие регуляторные сигналы. Эти факторы устанавливаются на ранней стадии сперматогенеза и распространяются на все сперматозоиды мышей, несущих t-гаплотип. Они и являются «ядом», мешающим поступательному движению. Таким образом, сперматозоиды отравляют своих конкурентов в борьбе за оплодотворение.

«Противоядие» вступает в действие после того, как набор хромосом равномерно распределяется между сперматозоидами во время их созревания. Только половина сперматозоидов с t-гаплотипом производит дополнительный фактор, который обращает негативное влияние искажающих факторов. И этот защитный фактор не распространяется, но сохраняется в t-сперматозоидах.

«Наши данные подчеркивают тот факт, что сперматозоиды — безжалостные конкуренты» — заключает автор исследования.