Удивительное дело – на грани фантастики: сперматозоидов миллионы, а приз – оплодотворение – достается одному, победившему в гонке до яйцеклетки. Он упирается головкой в её оболочку, проникает внутрь и в этот момент – в какие-то мгновения – происходит нечто такое, в результате чего клетка начинает светиться и словно бы окружает себя защитным полем, не давая внедриться другим сперматозоидам. Как бы они к этому не стремились.
«Победителя» же, наоборот, радушно встречают – мужские и женские мембраны начинают соединяться, способствуя зарождению новой жизни.
Мистика, пробуждающая религиозные чувства. Как тут не поверить, что процесс зачатия, пусть даже порочного, имеет все-таки божественное начало, а сияние, как минимум, это нечто, ниспосланное свыше.
Но сначала – о «защитном поле». Известно, что ключевую роль в его создании играет взаимодействие двух белковых комплексов - JUNO и IZUMO1. Один расположен на внешней мембране яйцеклетки, другой - на поверхности сперматозоида. Но разобраться в подробностях не позволяли даже самые современные методы - криоэлектронная микроскопия и кристаллография белков. Они создавали лишь статические изображения.
Исследователи из Швейцарии и Германии (ETH Zurich in Switzerland and Ludwig Maximilian University of Munich in Germany) нашли способ увидеть таинство оплодотворения в динамике – они его смоделировали на суперкомпьютере. И, в итоге, рассмотрели, что же происходит в первые 200 наносекунд.
Оказалось, что оплодотворенная яйцеклетка высвобождает поток заряженных атомов цинка, которые и препятствуют проникновению в неё других сперматозоидов, укрепляя внешнюю оболочку.
Результаты исследования, которым руководила Виола Фогель (Viola Vogel), биофизик из ETH Zurich было опубликовано в Scientific Reports.
ЧУТЬ РАНЬШЕ
Искра жизни
Свечение яйцеклеток – вспышки света – эдакие искры жизни, сопутствующие проникновению внутрь сперматозоидов, в свое время наблюдали американские ученые из Северо-западного университета (Northwestern University). И тоже пришли к выводу, что искрят заряженные атомы цинка.
Искры следуют волнами с небольшими перерывами. Американцы решили, что оплодотворенная яйцеклетка устраивает этот фейерверк, просто избавляясь от избытков цинка, который накапливается в период её созревания и каким-то образом помогает развиваться. Мол, эмбриону столько цинка, сколько накопилось изначально, не нужно.
Если швейцарцы и немцы и в самом деле правы, то смысл происходящего куда глубже: яйцеклетка светится не просто так, а создает «защитное поле».
Американцы, впрочем, неплохо разобрались в другом – определили, где яйцеклетка хранит «заряды» цинка. Она держит их в особых кармашках, расположенных под оболочкой. Кармашков - несколько тысяч, по ним распихано около 60 миллиардов атомов цинка. Во время «фейерверка» кармашки выстреливают примерно 10 миллиардов «зарядов», делая по 4-5 залпов.
Был и практический вывод: по интенсивности «фейерверка» якобы можно судить, хороша ли яйцеклетка и насколько успешно прошло оплодотворение. Это особенно важно для процедур искусственного оплодотворения - что называется, в пробирке, в которую тоже должна снизойти «искра жизни».
Чем интенсивнее свечение, тем лучше результат оплодотворения, то есть превращения яйцеклетки в полноценный и здоровый эмбрион.
Автор: Владимир ЛАГОВСКИЙ