Ученые обнаружили новые различия среди сперматозоидов

Поведение сперматозоидов частично обусловлено индивидуальным генетическим составом самих этих клеток, а не только генетикой самцов. К такому выводу пришла команда ученых. Эти результаты, дающие новое понимание конкуренции сперматозоидов за оплодотворение яйцеклетки, имеют более широкие последствия для репродуктивного процесса.

Исследование, сосредоточенное на плавательном поведении сперматозоидов, впервые установило прямое влияние мутаций на поведение сперматозоидов. Оно также предполагает, что разработка и применение скринингов на основе поведения сперматозоидов может улучшить качество генетического материала, который они несут.

"До сих пор преобладало мнение, что это различие в плавательном поведении отражает общую генетику самца, а не вариабельную генетику отдельных сперматозоидов", — объясняет Ричард Боровски, почетный профессор кафедры биологии Нью-Йоркского университета и старший автор статьи в журнале Scientific Reports. — "Это исследование впервые демонстрирует, что генетические различия могут напрямую влиять на плавательное поведение сперматозоидов".

Более полное понимание, по его словам, может дать дополнительные знания о влиянии аномальных сперматозоидов на потомство, в частности, о врожденных дефектах.

Работа, в которой участвовала Хайнинг Чен (аспирант Нью-Йоркского университета на момент исследования, ныне — в Университете Вестлейк в Ханчжоу, Китай), была сосредоточена на сперматозоидах самцов рыб — конкретно пещерной рыбы Astyanax mexicanus. Ученые сравнили сперматозоиды нормальных рыб с таковыми у рыб, сперматогенез которых был искусственно мутирован. Это позволило выявить поведенческие и морфологические характеристики, потенциально меняющие шансы сперматозоидов в гонке за оплодотворение яйцеклетки.

Результаты показали:

• Нет различий в длине жгутика — волосовидного придатка, который продвигает их вперед при плавании к яйцеклетке — между нормальными и мутировавшими образцами.
• Есть большая вариабельность в скорости плавания мутировавших образцов по сравнению с нормальными. Это означает, что во многих случаях мутировавшие образцы плавали как медленнее, так и быстрее нормальных.

В целом, хотя оба типа сперматозоидов выглядели схоже, их поведение в ключевые моменты было совершенно разным.

Эти выводы дают дополнительные представления о природе размножения. Давно установлено, что сперматозоиды разных самцов различаются по характеристикам из-за генетических различий между самцами. Данное исследование установило, что разные сперматозоиды одного и того же самца различаются по характеристикам, потому что они различаются своим генетическим грузом.