Tsukuba - Los espermatozoides son células altamente especializadas adaptadas para lograr un solo objetivo: fertilizar un óvulo. A lo largo del camino hacia la fertilización, los espermatozoides deben embarcarse en un largo viaje hacia el oviducto femenino, evitando varios estreses fatales que ocurren cuando pasan por diferentes niveles fisiológicos.Sin embargo, los eventos que permiten que los espermatozoides logren la fertilización en estas condiciones solo se entienden parcialmente.
En un estudio publicado en El Diario FEBS , investigadores de la Universidad de Tsukuba y la Universidad de Cornell informan que han descubierto un regulador del volumen celular en las células de esperma que desempeña un papel clave en el mantenimiento de su forma y fertilidad.
La mayor parte de la masa de una célula consiste en agua, y esta agua puede determinar el volumen de una célula. La membrana que rodea a cada célula tiene fugas, por lo que las células pueden absorber o liberar el exceso de agua dependiendo de la cantidad de agua que las rodea un fenómeno conocido como"osmosis". Esta propiedad es análoga a cómo se comporta una esponja, como una esponja que toma demasiada agua, los cambios en los niveles de agua pueden cambiar drásticamente el volumen y, finalmente, la forma de una célula.
"Las células tienen mecanismos sensores que les permiten compensar los cambios en su entorno osmótico", dice el autor correspondiente Atsushi Asano, profesor asistente de la Universidad de Tsukuba. "Sin estos sensores compensatorios, las células experimentarían cambios de volumen excesivos que conducirían a una rupturamembrana u otros problemas morfológicos. Este tipo de sensor es bastante común en las células, pero nos sorprendió encontrar uno que desempeña un papel importante en la función de las células de esperma ".
Anteriormente, se descubrió que los ratones machos que carecen de cisteína dioxigenasa CDO son infértiles. CDO es una proteína conocida por producir el aminoácido taurina, que a su vez juega un papel en la ósmosis. Si bien estos hechos no son nuevos,El papel preciso de CDO y taurina en la fertilización ha sido una controversia de larga data.
En el estudio, los investigadores confirmaron que los ratones machos a los que les falta CDO tienen más probabilidades de ser infértiles en comparación con sus contrapartes sanas, de hecho, más de 10 veces más probabilidades. De hecho, también encontraron que los niveles de taurina cayeron dramáticamente en las células de esperma de estosratones. Esto sugirió un vínculo claro entre los dos defectos, pero fue un enigma en estos hallazgos: los espermatozoides no pueden producir proteínas, incluido el CDO. ¿Cómo, entonces, obtuvieron los taurinos la taurina que era tan importante para su función?descubrió que, en lugar de producir su propia taurina, los espermatozoides absorbieron la taurina mientras pasaban por el tracto genital masculino.
"El proceso de absorción parece ser una estrategia de supervivencia importante para los espermatozoides durante la fertilización, ya que los espermatozoides maduros no pueden producir proteínas por sí mismos", dice el coautor Ai Ushiyama. "Los hallazgos nos convencieron de que la taurina era esencial para el proceso de fertilización,pero aún teníamos que averiguar qué estaba haciendo exactamente la taurina en los espermatozoides ".
Los investigadores teclearon una pista reveladora, un "doblez" inusual en la cola del esperma. Las células de esperma en ratones con deficiencia de CDO tenían casi el doble de probabilidades de tener una cola en ángulo incorrecto cuando se colocaban en un entorno como el deun útero. Sorprendentemente, el defecto desapareció cuando los espermatozoides recibieron más taurina. Estas observaciones llevaron a los autores a concluir que, al controlar la ósmosis, la taurina ayudó a mantener la forma correcta de los espermatozoides durante la fertilización.
"Nuestros hallazgos muestran que la producción de taurina por CDO en el tracto reproductivo masculino y su absorción por los espermatozoides son mecanismos fundamentales para la fertilidad masculina", concluye Asano. "Creemos que a medida que los espermatozoides viajan a través de diferentes entornos osmóticos, el nivelde taurina dentro de la célula se desplaza para equilibrar el cambio en el volumen celular. Esto evita cambios excesivos en la forma causados por un flujo de entrada o salida de agua, permitiendo que los espermatozoides completen con éxito la fertilización en condiciones ambientales difíciles ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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