Chất vận chuyển màng đảm bảo khả năng di chuyển của tế bào tinh trùng

Một nhóm nghiên cứu từ Trung tâm Hóa sinh Đại học Heidelberg (BZH) do Giáo sư Tiến sĩ Cristina Paulino đứng đầu, với sự hỗ trợ của kính hiển vi điện tử lạnh, lần đầu tiên đã thành công trong việc giải mã cấu trúc của chất vận chuyển như vậy và cơ chế của nó. Theo các nhà nghiên cứu, những phát hiện này sẽ giúp hiểu rõ hơn về nền tảng phân tử của khả năng sinh sản và về lâu dài có thể góp phần phát triển các phương pháp mới để điều trị rối loạn sinh sản và các phương pháp tránh thai cụ thể mới.

Tế bào tinh trùng về cơ bản khác nhau về cấu trúc và chức năng so với các loại tế bào khác. Rốt cuộc, nhiệm vụ duy nhất của họ là truy tìm và hợp nhất với quả trứng. Tế bào tinh trùng chỉ đạt được hoạt động đầy đủ trong cái gọi là khả năng hoạt động, nghĩa là sự trưởng thành của các tế bào trong tinh dịch. Một trong những bước cuối cùng của quá trình sinh hóa này liên quan đến việc tăng khả năng di chuyển của tinh trùng. Nếu các tế bào không thể di chuyển tự chủ hoặc chỉ ở một mức độ hạn chế thì kết quả thường là giảm khả năng sinh sản hoặc thiếu hoàn toàn khả năng sinh sản. Các tế bào tinh trùng không thể tiếp cận và thụ tinh với tế bào trứng.

Trong quá trình trưởng thành cuối cùng này, các protein đặc biệt được tìm thấy trong màng tinh trùng có một vai trò đặc biệt. Được biết đến như chất vận chuyển màng, chúng chịu trách nhiệm vận chuyển các chất dinh dưỡng vào hoặc ra khỏi tế bào. Giáo sư Paulino nhấn mạnh: “Việc vận chuyển một số ion nhất định vào tế bào sẽ làm tăng khả năng di chuyển của tinh trùng. Vì lý do đó, các protein chịu trách nhiệm vận chuyển có liên quan trực tiếp đến khả năng sinh sản của tinh trùng và do đó với khả năng sinh sản của nam giới”. Nhóm nghiên cứu của cô tại BZH đang nghiên cứu các chất vận chuyển màng của nhím biển, một hệ thống mẫu để nghiên cứu tinh trùng.

Với sự hỗ trợ của kính hiển vi điện tử lạnh, các nhà khoa học hiện đã có thể giải mã cấu trúc của một chất vận chuyển màng tinh trùng quan trọng ở cấp độ phân tử. Ngoài ra, họ đã khám phá ra các đơn vị chức năng của nó trông như thế nào cũng như cách chúng kết nối và tương tác. "Chúng tôi đã quan sát thấy rằng protein chủ chốt, giống như một món đồ chơi lego, được tạo thành từ các đơn vị xây dựng khác nhau. Những khối xây dựng này về cơ bản được biết đến từ các protein khác, nhưng chưa bao giờ được quan sát thấy trong một sự kết hợp như vậy. Với sự hỗ trợ của thông tin này, chúng tôi đã lần đầu tiên có thể giải mã được cơ chế của chất vận chuyển này”, Tiến sĩ Valeria Kalienkova đến từ Đại học Bergen (Na Uy), cựu thành viên trong nhóm nghiên cứu của Giáo sư Paulino, giải thích.

Theo Tiến sĩ Martin Peter, thành viên nhóm nghiên cứu của Giáo sư Paulino, những phát hiện mới này sẽ hữu ích trong bước tiếp theo, phát triển các chất tiềm năng tác động đến cơ chế này. Chúng có thể giúp kích hoạt hoặc hủy kích hoạt chức năng của protein. Mức độ mà những phát hiện này có thể được chuyển sang cơ chế của tinh trùng người sẽ cần được nghiên cứu thêm. Về lâu dài, chúng có tiềm năng tìm ra những phương pháp mới để điều trị vô sinh hoặc ngược lại, ngăn chặn tinh trùng thụ tinh với tế bào trứng.

Nguồn Đại học Heidelberg