Los investigadores del Karolinska Institutet en Suecia obtuvieron las primeras instantáneas en 3D de una proteína de esperma unida a una proteína complementaria de la cubierta del huevo al comienzo de la fertilización. El estudio, que revela una arquitectura de proteína de huevo común que está involucrada en la interacción con los espermatozoides entanto moluscos como mamíferos, se publica en la revista científica Celda .
Al transmitir la información genética a la próxima generación y marcar el comienzo de una nueva vida, el encuentro entre los gametos femeninos y masculinos en la fertilización es uno de los procesos más fundamentales en biología. Aunque los óvulos y los espermatozoides se observaron por primera vez hace siglos, cómolos espermatozoides reconocen la capa del óvulo y penetran hasta que se desconoce.
Utilizando datos cristalográficos de rayos X recolectados en el Centro Europeo de Radiación Sincrotrón ESRF, el equipo de investigación de Luca Jovine en el Karolinska Institutet visualizó por primera vez las regiones que interactúan con los espermatozoides de dos proteínas de la cubierta del huevo, ZP2 en mamíferos incluidos los humanos y VERL en elabulón de moluscos marinos un sistema modelo clásico de fertilización de invertebrados. Ambas moléculas contienen secuencias repetidas que juegan un papel clave en el reconocimiento de gametos.
"Se cree que los mamíferos y los moluscos están separados por 600 millones de años de evolución, y sus proteínas receptoras de esperma son casi completamente diferentes en secuencia. Sin embargo, la comparación de las estructuras demuestra de manera concluyente que las repeticiones ZP2 y VERL comparten una arquitectura 3D común".dice Luca Jovine, profesora de biología estructural en el Departamento de Biociencias y Nutrición y el Centro de Medicina Innovadora del Instituto Karolinska.
Posteriormente, el grupo de investigación determinó las estructuras cristalinas de diferentes repeticiones VERL unidas a la lisina, la proteína equivalente de VERL en los espermatozoides de abulón. Esto dio una visión sin precedentes de cómo los gametos se reconocen de una manera específica de especie al comienzo de la fertilización.
"El abulón fue nuestro sistema de elección para esta investigación, ya que es uno de los pocos organismos donde se conocen las capas de huevo y las proteínas espermáticas relacionadas. Además, diferentes especies de abulón desovan en mar abierto pero, a pesar de la superposición de hábitats y temporadas de reproducción, los híbridos raramente ocurren ", dice el profesor Jovine.
Las estructuras del complejo VERL-lisina también sugieren cómo la lisina abre un agujero en la capa del huevo, permitiendo que los espermatozoides penetren en el huevo.
"El reconocimiento de gametos se comparó por primera vez con un mecanismo de cerradura y llave hace más de cien años. Nuestro estudio proporciona el primer ejemplo de cómo se logra esto al comienzo de la fertilización", concluye Luca Jovine.
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Materiales proporcionado por Instituto Karolinska . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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