Para peneliti telah memanfaatkan sifat unik dari sebuah sel sperma untuk mengikuti fusi membran sel seperti yang terjadi selama pembuahan, pelacakan penuh kaskade kejadian untuk pertama kalinya. Temuan bisa mengungkapkan cara-cara baru untuk meningkatkan atau blok fertilisasi, serta bagaimana untuk mengontrol sekresi neurotransmitter dan hormon seperti insulin.
Luis Mayorga, seorang Howard Hughes Medical Institute (HHMI) internasional penelitian sarjana, dan rekan-rekannya di Universitas Nasional Cuyo School of Medicine di Mendoza, Argentina, mengambil keuntungan dari spesialisasi selular yang memberikan satu kesempatan ireversibel sperma untuk membuahi telur.
Kelompok ini diikuti sekresi sperma enzim yang digunakan untuk menembus lapisan luar pelindung yang mengelilingi telur. "Karena sperma memiliki kesempatan tunggal, sekresi ini harus sangat baik diatur," kata Mayorga. "Jika sperma tidak merespon tepat waktu, tidak akan mendapatkan melalui lapisan telur." Dan karena pembuahan adalah satu arah dan semua-atau-apa-apa, demikian pula peristiwa fusi yang melepaskan enzim sperma. Hal ini memungkinkan kontrol ketat laboratorium Mayorga untuk menangkap film molekuler fusi seperti dilipat. Temuan mereka akan diterbitkan dalam edisi September jurnal Public Library of Biologi Sains .
Di dalam sperma, enzim yang terkandung dalam sebuah tas kecil yang dikenal sebagai akrosom. Selama pembuahan, sebagai membran akrosom memenuhi membran luar sperma, sekering dua bersama-sama, dan enzim yang dilepaskan di luar sel - banyak cara yang sama gelembung naik ke permukaan soda dan melepaskan gas ke udara.
Mayorga, yang telah mempelajari fusi membran selama lebih dari 15 tahun, mengakui potensi yang belum dijelajahi dalam acara sekresi sederhana, yang disebut eksositosis acrosomal (AE). Percobaan awal menunjukkan bahwa AE menggunakan fusi molekul dasar yang sama sebagai sel saraf dan endokrin. Namun, AE jauh lebih sedikit rumit dari fusi dalam jenis sel lain karena hanya terjadi sekali; sel-sel lain mengeluarkan substansi yang sama lagi dan lagi, membutuhkan mesin fusi untuk mendaur ulang beberapa kali.
Tim mengevaluasi membran molekul yang membawa bersama-sama untuk sekering. Molekul-molekul ini, disebut jerat, bekerja agak seperti Velcro untuk menahan membran dalam jarak cukup dekat untuk bergabung. Pada sperma, membran yang berisi enzim akrosom memiliki satu jenis snare dan membran luar sperma telah lain.
Pada awalnya, perangkap akrosom terjebak satu sama lain dan perangkap membran luar terjebak satu sama lain dalam apa yang disebut cis-snare pasangan. Ini harus dipisah-pisahkan sehingga jerat akrosom dapat memasangkan jerat membran luar dalam trans-snare pasangan. Ketika sperma bertemu permukaan telur, kalsium dilepaskan ke dalam sel sperma, yang memicu molekul yang pecah cis-snare pasangan.