Glavni Novice Skriti predelki sprožijo 'ognjemet', ko pride do oploditve jajčec

Skriti predelki sprožijo 'ognjemet', ko pride do oploditve jajčec

Masa žabjih iker, ki odbijajo svetlobo.

Masa žabjih iker, ki odbijajo svetlobo. (Zasluge za sliko: Tero Laakso (licencirano pod CC BY-SA 2.0))

Ne glede na to, ali ste žaba ali človek, razmnoževanje je priložnost za celično praznovanje. Nova raziskava ugotavlja, da pri vrstah, ki jih ločujejo milijoni let evolucije, oplojeno jajčece oddaja kovinski ognjemet atomi .

Ta mikroskopski dež isker je bil odkrit v človeška jajčeca leta 2014, (odpre se v novem zavihku)zaradi česar so se raziskovalci spraševali, čemu je služila nenadna sprostitev kovin. Zdaj so isti raziskovalci, ki so odkrili prvotni oploditveni ognjemet, ugotovili, da se isto dogaja pri oploditvi pri žabah – organizmih, ki jih od človeka loči 300 milijonov let evolucije. Obojemanganin atomi cinka eksplodirajo iz membrane jajčeca takoj po stiku sperme.

'To poudarjacinknihanja so starodavni in ohranjeni del regulativnih mehanizmov, ki nadzorujejo razvoj,' je povedal vodja študije Thomas O'Halloran, kemik na univerzi Northwestern v Illinoisu. On in njegovi kolegi še vedno ugotavljajo podrobnosti, vendar menijo, da lahko mangan in cink pripravita jajčece za prihodnji razvoj in ga zaščitita pred oploditvijo z več kot eno semenčico.

Sorodne vsebine: Seksi plavalci: 7 dejstev o spermi

Gnojilni ognjemet

O'Halloran in njegova ekipa so leta 2014 izvedeli, da se človeško jajčece, ko vstopi v zadnjo fazo razvoja v pripravi na oploditev, začne 'nabirati' na cinku, pri čemer potegne 50 % več kovine iz svoje okolice kot prej v svojem razvoju. . Od takrat so se naučili, da če jajčecu ne uspe vključiti vsega tega cinka, ga ni mogoče oploditi. Natančno, kaj cink počne v tej fazi pred oploditvijo, ni jasno, vendar imajo raziskovalci nekaj zgodnjih podatkov, ki namigujejo, da cink pripravi druge beljakovine v jajcu, da pripravi jajce, da postane pluripotentno – kar pomeni, da se je jajce sposobno deliti. v vsako vrsto celic v telesu novega organizma.

V tej fazi, je O'Halloran povedal za Live Science, se zdi, da igra cink komunikacijsko vlogo, ki omogoča, da deli celice signalizirajo drug drugemu. Toda v trenutku oploditve se zdi, da cink počne nekaj drugega: najprej se zbere v majhnih predelkih, imenovanih vezikli, v celični membrani, nato pa se sprosti v tako imenovani »cinkovi iskri«, pri čemer milijarde kovinskih atomov eksplodirajo navzven. naenkrat.

Odkar so to iskro cinka našli v človeških jajčecih, so jo raziskovalci odkrili pri opicah, kravah in miših. Če se obrnemo k starodavnejšim linijam kot pri sesalcih, so zdaj našli podobno iskro pri afriški žabi s kremplji ( Xenopus laevis ). O svojih ugotovitvah so poročali 21. junija v reviji Naravna kemija. (odpre se v novem zavihku)

O'Halloran je dejal, da je žabja jajca lepo preučevati, saj so veliko večja od jajčec sesalcev. To pomeni, da so sestavljeni iz več atomov, kar olajša uporabo mikroskopije za ogled kovinskih atomov.

'Žaba nam je res dajala nekaj posebnih informacij, ki jih nismo mogli dobiti iz drugih sistemov,' je dejal O'Halloran.

Hranila za plodnost

Eno presenečenje je bilo, da ko je žabje jajčece oplojeno, ne sprosti samo cinka; sprošča tudi mangan. O'Halloran in njegova ekipa niso prepričani, ali je to sproščanje mangana specifično za žabe ali se lahko zgodi tudi pri sesalcih. Njihov prag za odkrivanje kovine v študijah jajčec sesalcev ni bil dovolj visok, da bi lahko zagotovo povedali, glede na to, da so jajca sesalcev veliko manjša od jajčec dvoživk. Mogoče je, da je mangan posebna posebnost jajčec dvoživk, ki so oplojena in se razvijejo zunaj materinega telesa. Lahko pa se zgodi, da se manganova iskra pojavi tudi pri ljudeh in so za opazovanje potrebne podrobnejše raziskave.

Kakor koli že, izbruh mangana in cinka iz jajčeca ob oploditvi je lahko način za preprečitev tega, kar je O'Halloran imenoval 'katastrofa polispermije'. Polispermija pomeni oploditev jajčeca z več semenčicami. To povzroči problem prevelikega števila genomov in ubije razvijajočo se zigoto.

V novi študiji so raziskovalci pokazali, da ravni cinka in mangana preprečujejo spermi, da bi oplodila jajčece, zaradi česar so domnevali, da je ognjemet v resnici zaščitni mehanizem, ki lahko prepreči, da bi dodatna sperma prebila jajčece.

Cink in mangan sta zanimivi hranili, je dejal O'Halloran, ker telo teh kovin ne more sintetizirati niti jih razgraditi. Dobiti jih mora iz prehrane, shraniti ravno pravo količino in izločiti vse odvečne, ki jih ne porabi.

'So bolj kompleksna hranila kot večina vitaminov, beljakovin ali maščob,' je dejal.

Cink najdemo po vsem telesu in nekoč so mislili, da preprosto pomaga encimom v celicah dokončati kemične reakcije. V zadnjem času, je dejal O'Halloran, je postalo jasno, da se cink včasih uporablja kot celični prenašalec sporočil. Po drugi strani pa še ni bilo dokazano, da ima mangan veliko vlogo posrednika, vendar so raziskave omejene, je dejal O'Halloran.

Glavna usmeritev raziskave je preprosto razkritje zapletenih načinov delovanja jajčnih celic. Konec koncev, je dejal O'Halloran, se te celice začnejo razvijati, ko je samica še fetus, in morajo ostati v stanju zastoja več let, preden se nenadoma zelo hitro razvijejo v pripravi na oploditev. Konec koncev bi lahko vloga cinka in drugih kovin v tem procesu pokazala na vprašanja za raziskovalce plodnosti, na primer, ali pomanjkanje cinka kdaj igra vlogo pri neplodnosti.

'Mislim, da kaže na dejstvo, da morate imeti za celice med razmnoževanjem na voljo res zapleten niz elementov,' je dejal O'Halloran.

Zanimivi Članki