Dozrání vajíčka a jeho uvolnění z vaječníku je výsledkem složitého propletence biochemických procesů. Jen díky nim může zralé vajíčko uniknout z vaječníku a vstoupit do vejcovodu, kde se potká se spermiemi a je oplozeno.
Tým amerických, čínských a japonských biologů pod vedením Joanne Richardsové z Baylor College of Medicine identifikoval enzymy, jež působí jako klíče a mají schopnost otevřít vajíčku cestu k oplození a vývoji v nového jedince.
Ve vaječníku savčích samic se nachází obrovská zásoba vajíček. Jsou však nezralá a nemohou být oplozena. V každém pohlavním cyklu přicházejí do vaječníku vydatné porce hormonů z podvěsku mozkového čili hypofýzy. Pod jejich účinkem se některá „spící“ vajíčka „probudí“ a začnou se připravovat na početí nového života.
Hormony z hypofýzy působí jak na vajíčko, tak i na houf buněk, které vajíčko obklopují, chrání a vyživují. Buňky kolem vajíčka pod diktátem hormonů rostou a produkují velké množství samičích pohlavních hormonů.
Startovním výstřelem, který spustí ve vajíčku biochemické změny spojené se zráním a okolní buňky dovede ke změnám, jež zajistí uvolnění zralého vajíčka, je několik hodin trvající příval luteinizačního hormonu z hypofýzy. Vědcům však zůstávalo utajeno, jaké další procesy toto „hormonální tsunami“ spouští ve vajíčku a buňkách, které jej obklopují.
Tým Joanne Richardsové vsadil na to, že „vlna“ luteinizačního hormonu aktivuje ve vajíčku a okolních buňkách dvojici enzymů označovanou jako ERK1 a ERK2. K ověření této hypotézy využili vědci laboratorní myši, které získali pomocí metod genového inženýrství.
Myši měly vyřazeny z činnosti geny pro enzymy ERK1 a ERK2. Samice tuto dvojici enzymů evidentně postrádaly a platily za to neplodností. Průběh lidské ovulace
zachytil fotoaparát poprvé v roce 2008 zásluhou Jacquesa Donneze z Katolické univerzity v Bruselu a jeho kolegů. Loni také vznikl první videozáznam tohoto děje.
Byly sice vybaveny obvyklou zásobu vajíček, ale ta byla k „tsunami“ luteinizačního hormonu naprosto „hluchá“. Také buňky obklopující vajíčko nedokázaly na příliv luteinizačního hormonu patřičně reagovat. Myším s vyblokovanými geny nedozrávala vajíčka a neuvolňovala se z vaječníků do vejcovodů. I když se myši pářily, samci je nedokázali oplodnit.
Podle Joanne Richardsové je možné, že podobná spontánně vzniklá poškození genů pro enzymy ERK1 a ERK2 stojí v pozadí neplodnosti některých žen. Na druhé straně by cílené zablokování enzymů ERK1 a ERK2 ve vaječnících zřejmě dokázalo zabránit dozrání a uvolnění vajíčka. Látky s takovým účinkem by se daly využít jako antikoncepce.
Geny pro enzymy ERK1 a ERK2 jsou první savčí geny, o kterých víme, že při zrání vajíčka a při jeho uvolnění z vaječníku působí jak na vlastní vajíčko, tak i na okolní buňky. Enzymy ERK1 a ERK2 zcela jistě nezajišťují zrání a uvolňování vajíček samy. Pomáhá jim v tom celá řada dalších, dosud neznámých molekul.
Tým Joanne Richardsové čeká ještě hodně práce s odhalováním dalších tajů plodnosti samic savců. „Zatím vidíme jen špičku ledovce,“ řekl americký biolog Louis De Paolo v rozhovoru pro časopis Science.
Objev zveřejněný v časopise Science by se mohl uplatnit při léčbě neplodnosti i vývoji nových antikoncepčních prostředků.
