Сперматозойды... отравляют конкурентов, чтобы они не достигли яйцеклетки

Между сперматозоидами идет жесткая конкуренция за то, кто из них первым достигнет яйцеклетки и оплодотворяет ее. 

Однако это не спортивные соревнования. Как утверждают ученые из Института молекулярной генетики Макс Планк в Берлине, немного спермы... отравляют конкурентов, затрудняя им доступ к яйцеклетке.

На страницах последнего журнала PLoS Genetics немецкие ученые описали свое исследование, в ходе которого они обнаружили генетический фактор, называемый т-гаплотипом, который дает сперматозоидам значительное преимущество. Исследования на мышах показали, что среди сперматозоидов, которые успешно оплодотворяют яйцеклетку, 99% составляют сперматозоиды с гаплотипом -t.

Команда Макса Планка первой показала, что сперматозоиды с t-гаплотипом следуют более прямым путем, чем у конкурентов без этого фактора. Это дает им преимущество на старте. Немцы также связали разницу в подвижности с молекулой RAC1. Это своего рода молекулярный переключатель, который передает сигналы извне клетки внутрь, активируя различные белки. Например, известно, что эта молекула участвует в нацеливании раковых клеток или лейкоцитов на источник химического сигнала. Только что проведенное исследование предполагает, что RAC1 также может направлять сперматозоиды в яйцеклетку.

Способность сперматозоидов к конкуренции, по-видимому, зависит от оптимального уровня активного RAC1. По словам ведущего автора Александры Амарал, как слишком мало, так и слишком много RAC1 мешает эффективному движению к цели.

Оказывается, это еще не все. Сперма с t-гаплотипом способна повредить сперматозоиды, в которых этот фактор отсутствует. Хитрость в том, что сперматозоиды с т-гаплотипом «отравляют» сперму. Однако в то же время они производят противоядие для их защиты. «Представьте себе марафон, в котором участникам давали отравленную питьевую воду, но некоторые также получали противоядие», — объясняет соавтор Бернхард Херрманн из Института медицинской генетики Шарите.

Херрманн и его коллеги обнаружили, что в t-гаплотипе есть определенные гены, которые мешают сигналам сперматозоидов. Они появляются на ранних стадиях сперматогенеза и распределяются равномерно. В свою очередь противоядие появляется в период полового созревания. Однако они есть только у сперматозоидов с т-гаплотипом. Противоядие, в отличие от мешающего, не распространяется, но каждый сперматозоид сохраняет его для себя.

«Наше исследование подтверждает, что сперма безжалостно конкурирует друг с другом. Генетические различия могут дать определенным сперматозоидам преимущество, способствуя передаче конкретных вариантов генов следующему поколению», — говорит Херрманн.