Středa 27. května 2020svátek má Valdemar 20 °C polojasno Předplatné LN
Lidovky.cz > Relax > Věda

Vědci našli přístav pro spermii. Vyvíjí nový druh antikoncepce

Detail dvojice spermií | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Detail dvojice spermií | foto: MU Brno

Skončil mnohaletý hon na molekulu, která při oplození zajišťuje spojení spermie s vajíčkem. Otevírají se nové možnosti pro antikoncepci. Jasněji bude i o příčinách neplodnosti. O oplození savců, člověka nevyjímaje, existuje mnoho zkreslených představ. Například se má za to, že k vajíčku chvátá početná horda spermií a ta nejšťastnější na něj narazí jako příslovečné slepé kuře na zrno.

Ve prospěch této představy svědčí i snímky vajíčka s desítkami spermií nalepených na povrchu. Tyhle fotografie jsou většinou pořízené po oplození v laboratorních podmínkách, tzv. ve zkumavce, kdy embryologové předhodí vajíčka přesile spermií v malé nádobce naplněné živným roztokem. Při přirozeném početí se k vajíčku dopracuje jen několik spermií, jež zdárně zvládly komplikovanou odyseu samičími pohlavními orgány.

ČTĚTE TAKÉ:

Setkání mikroskopické spermie a vajíčka proto nemůže příroda svěřit slepé náhodě. Obě buňky se dorozumívají širokou škálou signálů. Vajíčko spermii naviguje a ta pracně hledá správný kurz. Ani „šťastný nálezce“ nemá zdaleka vyhráno.

Stejně jako pohádkového prince čekají spermii po strastiplné cestě tři úkoly. Prvním je zdolání „slizké“ masy buněk obalujících vajíčko. Těmi se spermie proleptá pomocí enzymů, jež si nesla pro tuto příležitost v „kapse“ zvané akrozom. Druhá překážka má podobu tuhého bílkovinného obalu. Také tím se spermie za pomoci enzymů prodere.
Na konci dobývání vajíčka se spermii staví do cesty povrchová membrána - jemná, křehce působící blanka. Na ni se musí spermie navázat, splynout s ní a „promáčknout“ se dovnitř. Když spermie na posledním kroku selže, k oplození nedojde. Mechanismy, které jsou za zdárný průběh tohoto finále zodpovědné, dlouho halilo tajemství.

Kotva z japonské svatyně

V roce 2005 objevili japonští vědci na povrchu spermie „kotvu“ - bílkovinu, jejímž prostřednictvím se zachytí na membráně vajíčka. Kotva dostala jméno izumo1 podle slavného šintoistického chrámu. Velká svatyně Izumo je zasvěcena božstvu Okuninušimu, které má spolu s dalšími záležitostmi na starosti i manželství. Pokud mají spermie narušenou „kotvu“ izumo1, dokážou proniknout až k membráně na povrchu vajíčka, ale ta je pro ně nepřekonatelná.

Izumo1 musí mít na povrchu vajíčka „partnera“ - jakési kotviště, do kterého tento protein zapadne jako klíč do klíčové dírky v zámku. Teprve tím se vajíčko pro spermii „odemkne“. Pátrání po molekulárním kotvišti končilo opakovaně nezdarem. Nedávno uspěli britští vědci z cambridgeského Welcome Trust Sanger Institute pod vedením Gavina Wrighta. O svém objevu referují na stránkách vědeckého časopisu Nature.
 Gavin Wright a jeho spolupracovníci zjistili, že se protein izumo1 ze spermie váže na povrchu vajíčka na molekulu, kterou dobře znají jako tzv. folátový receptor 4. Ten patří do rodiny proteinů, jež jsou na povrchu buněk zodpovědné za zachycení signálu přinášeného vitaminem B9 čili folátem.

Situace ve vajíčku je ale složitější. Protein na jeho povrchu sice vypadá jako „anténa“ pro příjem signálu v podobě vitaminu B9, ale ve skutečnosti k sobě nedokáže folát připoutat. Zato ochotně váže „kotvu“ izumo1. Ostatní typy folátových receptorů naopak vážou vitamin B9 a protein izumo1 ze spermií ignorují.

Kmotřenec bohyně Juno

Wright a spol. přejmenovali folátový receptor 4 na juno. „Přístavní“ bílkovinu vajíčka pokřtili po antické bohyni, která měla ve starověkém Římě kromě jiného na starosti vyprovázení nevěsty k ženichovi a do jeho domu.

Úlohy bílkoviny juno nekončí navázáním spermie. Vajíčko se musí pojistit, aby do něj vstoupila jediná spermie a ta svým následovníkům „přibouchla dveře“. Pokud by do vajíčka vnikl větší počet spermií, neměl by vzniklý zárodek šanci na úspěšné dokončení vývoje a záhy by odumřel.

Vědci našli přístav pro spermii

Vědci našli přístav pro spermii

Způsob, jakým za sebou první spermie „přibouchne dveře“, byl rovněž dlouho záhadou. Wright a spol. zjistili, že po navázání první spermie na membránu vajíčka jsou zbývající molekuly juno uvolněny do mikroskopických váčků a vyexpedovány pryč. Povrch vajíčka tak během pouhé půlhodiny ztratí všechna „kotviště“ pro spermiový protein izumo1. Další spermie už se nemají na co navázat a do nitra vajíčka neproniknou.

Krok k antikoncepci a léčbě neplodnosti

Objev bílkoviny juno otevírá řadu vzrušujících možností. Může stát u zrodu zcela nového typu antikoncepce. Vědci prostudují trojrozměrné uspořádání propojených molekul izumo1 a juno. Z něj následně vydedukují tvar molekuly, která by „kotviště“ juno pevně obsadila. Taková látka by zabránila početí tím, že by nedovolila spermiím oplodnit vajíčko.

Toxikologové budou zcela jistě pátrat po molekulách, které se vyskytují ve znečištěném životním prostředí, vodě či potravinách a shodou okolností se dokážou napojit na povrch vajíčka přes bílkovinu juno. Takové látky by snižovaly šance na úspěšné početí u lidí i zvířat. V ekonomicky rozvinutých zemích má problémy s početím dítěte zhruba každý šestý partnerský pár. V řadě případů zůstává příčina neplodnosti neznámá. Některé mohou padat na vrub defektů proteinu juno.

K TÉMATU:

Už dnes je pro takové případy k dispozici řešení. Embryologové umějí vstříknout pod mikroskopem do nitra vajíčka jedinou spermii a tím zajistit oplození. Při tomto způsobu umělého oplodnění obchází spermie potřebu vazby na juno v membráně vajíčka. Lze tak oplodnit i vajíčka s defektním „kotvištěm“. Při tomto umělém způsobu oplození ale nedochází k uvolnění molekul juno z povrchu vajíčka. Ty setrvávají i na vyvíjejícím se zárodku. Jsou to jen neškodné „přívěsky“? Anebo mohou vývoj zárodku nějak zkomplikovat?

Odpověď na tuto a mnohé další otázky nastolené objevem týmu Gavina Wrighta zatím neznáme. Zcela jistě se je dříve či později dozvíme, protože setkání spermie a vajíčka prostřednictvím molekul juno a izumo1 začala intenzivně studovat řada výzkumných týmů po celém světě.

, ,
Premium

Bubeník z Mandrage: Víťa sebral odvahu, kterou nikdo z nás nenašel a rozsekl to

Matyáš Vorda | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Na bicí hraje od svých devíti let. V deseti s kamarádem Víťou Starým založil kapelu Mandrage, která se za devatenáct...

Premium

Android Auto a CarPlay v každém autě. Poradíme vám, jak na to

ilustrační snímek | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Chcete používat oblíbenou navigační aplikaci na displeji v autě místo telefonu? Přečtěte si, jak to udělat a neutratit...

Premium

Leoš Mareš: Není to jen o talentu, ale o schopnosti si peníze udržet

Leoš Mareš by mohl získat titul syn roku. | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Krach, zhroucení, deprese, obavy o budoucnost a pátrání po smyslu vlastní existence. To jsou emoce, které v těchto...

j. kříž úžasný vnitřní vesmír . 14:14 4.5.2014

Máte svou sedačku plnou skvrn? Poradíme vám, jak s nimi zatočit
Máte svou sedačku plnou skvrn? Poradíme vám, jak s nimi zatočit

Malé odolné flíčky na sedačce obvykle nikdo neřeší, případně přes ně prostě přehodí deku. Jenže pokud máte doma dítě nebo domácího mazlíčka, nevyhnete se ani pořádným flekům. Jak se jich zbavit?