受精を強化するかブロックするための新しい方法

研究者はそれが初めてのイベントの完全なカスケードを追跡、受精時に発生すると細胞膜の融合に従うように精子の細胞のユニークな特性を大文字にしている。調査結果は、受精を促進するか、ブロックする新しい方法を明らかにすることができるだけでなく、インシュリンのような神経伝達物質とホルモンの分泌を制御する方法。

ルイスMayorga、 ハワードヒューズ医学研究所（HHMI）メンドーサ、アルゼンチンの医学のクヨ大学の国立大学の国際的な研究学者、および同僚は、精子の卵子を受精一つ不可逆的チャンスを与える携帯電話特化を利用しました。

グループは、卵を取り囲む保護外側のコーティングに浸透するために使用される酵素の精子の分泌を追った。 "精子が一つのチャンスがあるので、この分泌が非常によく制御されなければならない、"Mayorgaは言った。 "精子は時間通りに応答しない場合、それは卵のコーティングを介して取得されません。"と受精が一方向とオールオアナッシングなので、そう余りに精子の酵素を解放融合イベントです。この厳密な制御は、それが展開としてMayorgaの研究室では核融合の分子ムービーをキャプチャすることができました。その成果は、ジャーナルの9月号に掲載される科学の生物学の公共図書館 。

精子の内部に、酵素は先体と呼ばれる小さな袋に含まれています。バブルは、ソーダの表面に上昇し、空気中にそのガスをリリースとほぼ同じ方法 - 受精時には、先体膜として、精子の外膜、2つのヒューズ、そして酵素が細胞外に放出されているを満たしている。

15年以上の膜融合を研究しているMayorgaは、、先体エキソサイトーシスと呼ばれるこのシンプルな分泌のイベント、（AE）の未踏の可能性を認識。予備実験ではAEは、神経と内分泌細胞と同様の基本的な融合分子を使用することを示した。それは一度だけ発生するためしかし、AEはそれほど複雑なこれらの他の細胞型の核融合よりも、他のセルは、複数回のリサイクルを融合機械を必要とする、何度も何度も同じ物質を分泌する。

チームは、ヒューズに膜をまとめる分子を評価した。オルガネラと呼ばれるこれらの分子は、マージするために十分近い近傍で膜を保持するためのマジックテープと同じように働きます。精子では、酵素を含む先体膜は、SNAREのいずれかのタイプがあり、精子の外膜には別のを持っています。

初めに、先体オルガネラはそれぞれ他に立ち往生していると外膜のオルガネラは、シスSNAREのペアと呼ばれるものの中にお互いに立ち往生している。これらは、先体オルガネラがトランスSNAREのペアの外膜のオルガネラとペアリングできるように離れて分割しなければなりません。精子が卵表面を検出すると、カルシウムは、シス- SNAREのペアを分割する分子をトリガする精子細胞、中に放出される。

アルゼンチンの科学者はすぐにこのステップの後、緩いトランスSNAREのペアは、先体膜と精子の外膜の間に形成することがわかった。このような緩いSNAREの形成は、仮説が直接示さ決してされています。 Mayorgaのグループは、核融合の最終段階の前に毒素を持つトランスSNAREの形成を治療し、いくつか、すべてではないが、毒素のプロセスを阻害することがわかった。これは、毒素にそれらを最も受けやすくなるなる、スネアはどちらも完全に対になっていないことが示された、また彼らは、毒素にそれらを耐えるようになる彼らの最終的な、タイトな設定、で一緒に固定された。

その後、研究者はより多くのカルシウムが先体の内側から解放された後、最終的な、タイトトランスSNAREのペアが形成されることがわかった。先体膜は、これらのタイトなペアによる精子の外膜にロックされると、融合係数は、周囲のコーティングを消化するために始めることができる精子の外酵素を放出孔を形成し、一緒に融合する2つの膜を引き起こす卵。

"我々の実験では、それはそれらの複合体が緩んでフォームを持っているとカルシウムが融合を完了するのを待っていることを非常に明確であり、"Mayorgaは言った。 "我々は、膜融合が本当に先体エキソサイトーシスに発生しているか順を追って示しています。"

AEに関与する因子の多くは、受精を操作するために重要となる - のどちらか、それを強化したり、それを阻止するために、Mayorgaは言った。精子のシンプルなA​​Eシステムの正確な手順を知ることは、また、適切な細胞分裂、細菌やウイルスによる細胞の感染、およびホルモンや神経伝達物質の分泌に不可欠な、より複雑な膜融合のプロセスに取り組んで研究者を助けることができる。

"フィールドは非常に積極的にエキソサイトーシスを調節する方法を探している - 糖尿病を予防したり、適切な時期や濃度で脳にリリースされた神経伝達物質を得るために膵臓のインスリン産生β細胞を調節するために、"Mayorgaは指摘。 "これらは、調節性エキソサイトーシスのすべての例であり、AEは、彼らが使用できるシンプルなモデルです。"

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