Novo objašnjenje za neplodnost: Jajnim ćelijama nedostaje misteriozna „mreža“

Pronalazak „skladišta“ za esencijalne proteine može objasniti neke slučajeve neplodnosti.

Skoro 60 godina naučnici pokušavaju da objasne svrhu snopova vlakana koji plutaju u sisarskim jajnim ćelijama. Nova studija otkriva da ta vlakna, poznata kao citoplazmatične mreže, predstavljaju skladišta za mnoge proteine bitne u razvoju ranog embriona. Ovo otkriće bi moglo objasniti zašto su žene čijim jajnim ćelijama potpuno nedostaju ta vlakna neplodne, piše Nature.

Naučnici su prvi put uočili citoplazmatične mreže 1960-ih pomoću elektronske mikroskopije i mislili su da su to ravne ploče vlakana naslagane oko jezgra.

Preporučujemo

Međutim, koristeći krioelektronsku tomografiju, tehniku mikroskopije u kojoj je uzorak zamrznut i skeniran, naučnici iz Instituta Maks Plank za multidisciplinarne nauke u Getingenu su videli da se ne radi o pločama i da je u pitanju više svežanj nego mreža.

Snimili su mišje jajne ćelije, poznate kao oociti, u rezoluciji od 30 angstrema – otprilike dužine kao jedan zavoj molekula DNK – i tri dimenzije. Svako vlakno citoplazmatične mreže bilo je u proseku dugačko 7.000 angstrema i široko 1.000 angstrema, a bilo je sastavljeno od eliptičnih niti složenih u cik-cak poretku. Takav raspored povećava površinu za skladištenje proteina. Svako vlakno je imalo između pet i 40 niti.

Studija otkriva molekularne osnove citoplazmatičnih mreža i pokazuje koliko su bitne za rani embrion. Štaviše, to je prva strukturalna analiza tih niti u visokoj rezoluciji.

Nalazi daju novi uvid u razvoj embriona. Zreli oociti sadrže materijal koji koriste za deobu i razvoj nakon oplodnje. Oocit možda neće biti oplođen odmah po sazrevanju, tako da taj materijal treba da se uskladišti. To predstavlja problem jer sve ćelije, uključujući oocite, imaju procese koji razgrađuju i recikliraju neupotrebljen materijal. Međutim, oocit rešava taj problem tako što vezuje proteine za citoplazmatične mreže, gde su izgleda izuzeti iz procesa recikliranja.

Radi utvrđivanja od čega je napravljena citoplazmatična mreža, istraživači su koristili ekspanzionu mikroskopiju, novu tehniku koja omogućava da se velike i složene ćelije, poput oocita, fizički uvećaju i snime detaljno pomoću konvencionalne fluorescentne miskroskopije. Otkrili su da su te niti verovatno sastavljene od proteina zvanih PADI6 i SCMC, pored drugih.

Blokiranje gena koji proizvode PADI6 i SCMC poremetilo je citoplazmatične mreže i skladištenje proteina, rezultirajući nefunkcionalnim embrionima.

Studija pokazuje da su proteini PADI6 i SCMC distribuirani pirom čitave ćelije. Naučnici su ranije mislili da su prisutni samo bliže spoljnoj membrani.

Istraživački tim je potvrdio da nalazi važe i za ljudske oocite. Oplođene jajne ćelije kod sa mutacijama u tim genima obično ne prođu prvu deobu. In vitro fertilizacija neće pomoći ako imate te mutacije, što je vrlo važna informacija jer je taj proces izuzetno težak i emocionalno i finansijski.

(Telegraf Nauka/Nature)