Forscher haben auf die einzigartigen Eigenschaften von einer Samenzelle kapitalisiert, um Zellmembran Fusion folgen, wie es bei der Befruchtung auftritt, die Verfolgung der vollen Kaskade von Ereignissen für die erste Zeit. Die Erkenntnisse könnten zeigen neue Wege zu verbessern oder zu blockieren Befruchtung, und wie die Sekretion von Neurotransmittern und Hormonen wie Insulin kontrollieren.
Luis Mayorga ein Howard Hughes Medical Institute (HHMI) internationale Forschungs-Gelehrte und Kollegen an der National University of Cuyo School of Medicine in Mendoza, Argentinien, nutzten die zelluläre Spezialisierung, dass Spermien gibt eine irreversible Chance, ein Ei zu befruchten.
Die Gruppe folgte der Spermien die Sekretion der Enzyme verwendet werden, um die schützende Außenschicht, dass ein Ei umgibt eindringen. "Weil das Sperma hat eine einmalige Gelegenheit, dieses Sekret sehr gut geregelt hat", sagte Mayorga. "Wenn die Spermien nicht richtig reagieren auf Zeit, es wird nicht durch das Ei der Beschichtung zu bekommen." Und da die Befruchtung one-way und Alles-oder-nichts ist, so ist auch die Verschmelzung Fall, dass die Spermien Enzyme frei. Diese strenge Kontrolle aktiviert Mayorga Labor zu einem molekularen Film der Fusion zu erfassen, wie sie sich zugetragen. Ihre Ergebnisse werden in der September-Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht werden Public Library of Science Biology .
Im Inneren der Spermien, werden die Enzyme in einer kleinen Tasche als Akrosom bekannt enthalten. Bei der Befruchtung, wie die Akrosom Membran erfüllt die Spermien der äußeren Membran, die zwei miteinander verschmelzen, und die Enzyme befinden sich außerhalb der Zelle freigesetzt - die gleiche Weise eine Blase steigt an die Oberfläche eines Soda und gibt sein Gas in die Luft.
Mayorga, der Membranfusion studiert hat mehr als 15 Jahren erkannte ein unerforschtes Potenzial in dieser einfachen Sekretion Veranstaltung mit dem Titel akrosomalen Exozytose (AE). Erste Experimente zeigten, dass AE den gleichen grundlegenden Fusionsmolekülen Verwendungen als neuronalen und endokrinen Zellen. Allerdings ist AE viel weniger kompliziert als Fusion in anderen Zelltypen, weil es geschieht nur einmal, andere Zellen sezernieren die gleichen Stoffe wieder und wieder, erfordert die Fusion Maschinen mehrere Male zu recyceln.
Das Team untersuchte die Moleküle, die Membranen zusammenzubringen, um zu verschmelzen. Diese Moleküle, so genannte SNAREs, arbeiten etwas wie Velcro an Membranen in nahe genug Nähe halten, um zu verschmelzen. In Spermien, die Akrosom Membran, die die Enzyme eine Art von SNARE-und Samenzellen der äußeren Membran hat eine andere.
Am Anfang sind die Akrosom SNAREs einander stecken und die äußere Membran SNAREs sind miteinander in so genannten cis-SNARE-Paare stecken. Diese müssen so auseinander gebrochen werden, dass Akrosom SNAREs können mit der äußeren Membran SNAREs in trans-SNARE-Paaren koppeln. Wenn ein Spermium in die Eizelle Oberfläche trifft, wird Kalzium in die Samenzelle, die Moleküle, die auseinander brechen die cis-SNARE-Paare löst freigegeben.