Как строится хвост сперматозоида

Сперматозоиды плавают, клетки лёгких выводят слизь, а клетки маточной трубы перемещают яйцеклетки. В основе этих процессов лежат жгутики — тонкие волосовидные структуры на поверхности клеток, которые ритмично изгибаются. В новом выпуске журнала Developmental Cell учёные из Института Гульбенкяна (Португалия) исследовали, как сперматозоиды плодовой мушки строят свои жгутики. Эти открытия помогают понять молекулы и процессы, которые могут быть причиной ряда заболеваний человека, включая бесплодие, респираторные проблемы и гидроцефалию, связанные с дефектами движения жгутиков.

С помощью электронной микроскопии (позволяющей видеть структуры в 3500 раз тоньше человеческого волоса) Моника Беттенкур-Диаш и её команда впервые описали этапы формирования подвижного жгутика в сперматозоидах плодовой мушки (Drosophila melanogaster). Особый интерес представляло то, как и когда формируется критическая белковая структура — центральная пара микротрубочек. Без этого комплекса жгутик не может двигаться скоординированно.

Постдок Зита Карвалью-Сантуш объясняет: «Мы изучили ген мушки Bld10 и обнаружили, что мухи с неактивным геном производят сперматозоиды с неполными жгутиками, потому что белок Bld10 необходим для формирования центральной пары микротрубочек. В результате мутантные сперматозоиды неподвижны, а самцы бесплодны. У человека есть аналогичный ген, производящий похожий белок, который связан с мужским бесплодием».

Исследователи развили работу 1970-х годов по сперматогенезу у плодовой мушки, создав самое подробное на сегодня описание биогенеза жгутика в животной клетке.

Моника Беттенкур-Диаш добавляет: «Мы обнаружили, что процесс гораздо динамичнее, чем ожидалось: сначала формируется одна цепь микротрубочек, затем вторая. Наша работа дала долгожданные ответы, но и подняла новые вопросы, на которые может ответить изучение формирования сперматозоидов у Drosophila».