حسگر به اسپرم مرجانی (و انسان) می گوید که شنا کند
او این را به اشتراک می گذارد
عضو
شما آزاد هستید که این مقاله را تحت مجوز Attribution 4.0 International به اشتراک بگذارید.
تحقیقات نشان داده است که مرجان ها، خارپشت های دریایی و حتی انسان ها مسیر مولکولی مشترکی دارند که حرکت اسپرم را کنترل می کند.
این مکانیسم توسط یک سنسور pH تنظیم می شود، که سیگنال می دهد که اسپرم باید شروع به شنا کند.
اثر در مجله ظاهر می شود اطلاعیه های آکادمی ملی علوم.
تغییرات آب و هوایی، که اقیانوس‌ها را نه تنها گرم‌تر، بلکه اسیدی‌تر می‌کند، و اختلالات موضعی، مانند رسوب‌گذاری، می‌تواند این فرآیند را به خطر بیندازد.
کلسی اسپیر، اولین نویسنده این مطالعه و همکار فوق دکترا در گروه زیست شناسی در دانشگاه پنسیلوانیا، گفت: «زمانی که ما این پروژه را شروع کردیم، تا آنجا که می دانیم، هیچ کس، تا آنجا که می دانیم، مکانیسمی را که حرکت اسپرم مرجانی را کنترل می کند، بررسی نکرده بود. ما واقعاً علاقه مند بودیم که چه چیزی این فرآیند را در اقیانوس هدایت می کند، زیرا این بخشی از چرخه زندگی آنها است که بسیار آسیب پذیر است.
کتی باروت، نویسنده ارشد این مقاله افزود: «تنوع زیادی در اسپرم بین گونه‌ها وجود دارد که شگفت‌انگیز بود که متوجه شدیم این بار مانند گذشته به خوبی حفظ شده است». «فکر می‌کنم این کار بر اهمیت تنظیم این عملکرد تأکید دارد. حیوانات برای تولید نسل بعدی به عملکرد این مسیرها وابسته هستند. اگر منی کار نکند، این پایان کار است.»
نطفه مرجان ها و خارپشت های دریایی
اسپرم‌ها حساس و آسیب‌پذیر هستند و نسبت به محیط بسیار حساس هستند. خیلی گرم؟ مردان منی تولید نمی کنند. خیلی ترش؟ اسپرم ها شنا نمی کنند. اسپرم های مرجانی شانس بالایی در برابر آنها دارند. بر اساس ماه نو، موجودات هرمافرودیتی تنها چند شب در سال تولید مثل می کنند. آنها هم تخم و هم اسپرم را در اقیانوس باز می گذارند، جایی که اسپرم باید در ستون آب شنا کند، به امید یک مسابقه پربار.
بر خلاف اسپرم مرجانی که کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است، خارپشت دریایی به عنوان یک ارگانیسم نمونه برای تحقیقات اسپرم عمل می کند. اما علیرغم ظاهرشان، خارپشت های دریایی بسیار بیشتر از مرجان ها به انسان وابسته هستند و آبشار سیگنالی که مسئول هدایت اسپرم آنها است نیز بسیار شبیه مهره داران است. بنابراین، تیم تحقیقاتی کنجکاو بودند که ببینند تنظیم حرکت اسپرم مرجانی چگونه مقایسه می شود.
آنها با پیشنهاد اینکه مرجان ها ممکن است مکانیسم مشابهی داشته باشند شروع کردند.
اسپیر می‌گوید: «یک آنزیم باستانی حساس به pH وجود دارد که آزمایشگاه ما برای مدتی در حال بررسی آن بوده است که در مرجان‌ها وجود دارد. "این در منی انسان و در منی توتیا دریایی وجود دارد، و ما تعجب کردیم، "هی، در منی مرجانی نیز وجود دارد." چه چیزی را می تواند کنترل کند؟
یک آنزیم جالب
برای یافتن این موضوع، محققان منتظر ماندند تا یکی از آن قمرهای جدید در خلیج کانئوهه، هاوایی، بسته‌های اسپرم تخمک آزاد شده از مرجان‌ها را جمع‌آوری کند. Montipora capitata. آنها با اقدام سریع، مایع منی را به آزمایشگاه برگرداندند و آن را در آب دریا بدون سدیم نگه داشتند. باروت می گوید: "کاری که انجام می دهد این است که از عملکرد همه این مسیرهای سیگنال جلوگیری می کند، بنابراین آنها در حالت ساکن منجمد می شوند." سپس می‌توانید یک ماده شیمیایی اضافه کنید تا به طور مصنوعی PH آنها و اسپرم‌ها را بالا ببرد تا بلافاصله شروع به شنا کنند.
پس از این فعال‌سازی، محققان توانستند فعالیت آنزیمی که به آن علاقه‌مندیم، آدنیلیل سیکلاز محلول (sAC) و AMP حلقوی، مولکولی که تولید می‌کند، نظارت کنند و در عین حال بر میزان حرکت اسپرم نظارت کنند. آزمایشات آنها تایید کرد که فعالیت sAC برای شنا کردن اسپرم لازم است. هنگامی که آنزیم مسدود می شود، تاژک های اسپرم - "دم" - ضعیف حرکت می کنند.
مقایسه توالی ژنتیکی M. capitata sAC به خارپشت دریایی sAC، Speer، Barott و همکارانش به شباهت های قابل توجهی اشاره کردند، با حدود 50 درصد از توالی یکسان به عنوان یک کل و توالی های یکسان در مکان های کلیدی برای فعالیت کاتالیزوری آنزیم.
باروت می‌گوید: «ما مجموعه‌های داده‌ای که قبلا منتشر شده بود را بررسی کردیم که هر mRNA را که به پروتئین در این سلول‌ها تبدیل می‌شود فهرست‌بندی می‌کرد تا بتوانیم ایده‌ای از ماشین مولکولی تنظیم حرکت اسپرم در این گونه‌ها داشته باشیم.
اقوام بسیار بسیار دور
جالبه، M. capitata حاوی بسیاری از اشکال مختلف SAC است که برخی از آنها بیشتر شبیه نسخه های موجود در پستانداران هستند. در ادامه، تیم امیدوار است که چگونگی عملکرد این اشکال مختلف را در مرجان‌ها و همچنین سایر مدل‌های موجودات دریایی بررسی کند.
محققان با نگاهی به دیگر بازیگران مولکولی در مسیرهای فعال‌سازی اسپرم که توسط SAC آغاز شده‌اند، چندین گونه مشترک بین خارپشت‌های دریایی و همچنین دو گونه دیگر از مرجان‌ها، اعضای Cnidarian را یافتند.
اسپیر می‌گوید: «اگر به تفاوت آخرین جد مشترک بین مردم و کتاب‌فروشان فکر کنید، این مدت‌ها پیش بود. «این واقعیت که هسته این مکانیسم بین این دو گونه حفظ شده است، واقعاً ناب است. من فکر می کنم این نشان دهنده این واقعیت است که این سیستم واقعاً خوبی است، بنابراین هیچ کس نباید آن را با چیزی بهتر جایگزین می کرد.
آزمایشگاه باروت با تصویری اساسی از تحرک اسپرم مرجانی امیدوار است آزمایش‌های بیشتری را برای بررسی چگونگی تغییر شرایط محیطی که می‌تواند موفقیت باروری بدن را تغییر دهد، انجام دهد.
هم ما و هم همکارانی که این نوع مرجان ها را مطالعه می کنند، شاهد تفاوت های زیادی در تعداد اسپرم هایی هستیم که سال به سال متحرک می شوند، و به نظر می رسد که تغییرات آب و هوایی، به ویژه استرس گرمایی، می تواند نقش مهمی در کاهش تحرک اسپرم داشته باشد. بارو می گوید. «اکنون که ما این جعبه ابزار را داریم، می‌توانیم این آزمایش‌های تغییر آب و هوا را انجام دهیم و در مورد پویایی این مسیر و چگونگی تغییر آن در مواقع استرس بیشتر بدانیم.
بنیاد ملی علوم از این کار حمایت کرد.
منبع: پن
[ad_2]