محققان دانشگاه ایالتی میشیگان (MSU)، معمای دیرینه درمورد‌ی ساختاری کمتر شناخته‌شده از اسپرم به‌نام قطره‌ی سیتوپلاسمی (CD) را کشف کردند. CD که به شکل سیتوپلاسمی متورم شناخته می‌بشود، در نزدیکی سر اسپرم و به‌اختصاصی گردن آن قرار دارد. سیتوپلاسم، ماده‌ای چسبناک و ژلاتینی است که توسط یک غشای سلولی محصور شده است. این اتفاق در همه‌ی پستانداران، به‌اختصاصی انسان مشاهده می‌بشود و مدل ژنتیکی تازه، نخستین مورد در نوع خود محسوب می‌بشود.
به‌نقل از سای‌تک‌دیلی، علی‌رغم این که قطره‌ی سیتوپلاسم برای نخستین بار بیشتر از ۱۰۰ سال پیش کشف شد، نحوه‌ی راه اندازی و کارکرد آن به‌علت نبوده است ابزارهای مولکولی و ژنتیکی برای مطالعه هم‌چنان نامشخص می بود. دانشمندان زیاد تر CD را نادیده گرفته‌اند؛ اما به‌حرف های‌ی چن چن، دانشیار دپارتمان علوم دامی و برنامه‌ی علوم تولیدمثل و رشد کالج کشاورزی و منبع های طبیعی MSU، دیگر نمی‌توان آن را نادیده گرفت.
CD برای تنظیم بلوغ و باروری اسپرم طراحی شده است
چن می‌گوید: «مطالعه‌ی تازه ما روی موش‌ها مشخص می کند که CD درواقع یک اندامک فعال درحال راه اندازی است که به‌طور موثر برای تنظیم بلوغ و باروری اسپرم طراحی شده است. این اندامک به‌گفتن «اتاق ذخیره» عمل می‌کند تا پروتئین‌های حیاتی موردنیاز برای کارکرد اسپرم را قبل از سفر طویل برای رسیدن به تخمک جمع‌آوری کند. این فرایند درست همانند بستن چمدان برای سفر به مریخ است؛ سفینه‌ی فضایی باید قبل از ترک زمین همه اقلام مورد نیاز خود را برای سفر بارگیری کند.»
نقش ژن SYPL1 در راه اندازی CD
چن و تیم تحقیقاتی او، یک سیستم تبادلات پروتئینی تازه را در اسپرم درحال‌رشد کشف کردند که به‌طور فعال از راه وزیکول‌های غشایی کوچک، پروتئین‌های الزامی را به CD (اتاق ذخیره اسپرم) منتقل می‌کند. این فرایند توسط ژنی به‌نام SYPL1 کنترل می‌بشود. پروتئین SYPL1 روی وزیکول‌های غشایی قرار دارد و نقشی محوری در هدایت آن‌ها برای رسیدن به CD ایفا می‌کند. به‌حرف های‌ی چن، این وزیکول‌ها را می‌توان به‌گفتن کامیون‌هایی درنظر گرفت که محموله‌های پروتئینی را به اتاق ذخیره‌سازی اسپرم می‌رسانند.
چن این مسئله را خاطرنشان می‌کند که هنگامی ژن SYPL1 در موش‌ها حذف می‌بشود، سیستم مبادلات پروتئینی ازبین می‌رود و آنزیم‌های متابولیک حیاتی و پروتئین‌های الزامی به CD ارسال نمی‌شوند و در نتیجه CD خالی و بدون وزیکول تشکیل می‌بشود؛ چیزی که او قبلا هیچ زمان ندیده می بود. درنهایت و بدون وجود محتویات مهم CD، اسپرم‌های جهش‌یافته تحرک و توانایی خود را برای مقابله با تغییرات اسمزی ازدست خواهند داد و بعد از خم‌شدن، به ناباروری منجر خواهد شد.
به‌باور چن این مطالعه نشان‌دهنده‌ی پیشرفتی قابل‌دقت در فهمیدن چگونگی راه اندازی قطره‌ی سیتوپلاسمی و کارکرد بالقوه‌ی آن است. او می‌گوید: «مطالعه‌ی تازه به ما پشتیبانی می‌کند تا فهمید شویم که یک سیستم تخصصی مبادلات پروتئینی بین سلول‌ها وجود دارد که به‌طور فعال محموله را به CD منتقل می‌کند تا در آینده توسط اسپرم برای سفر به تخمک منفعت گیری بشود.»
به‌حرف های‌ی چن، یافته‌ی تازه فکر نادرست را درمورد ساختار اسرارآمیز اسپرم تحول خواهد داد. او معتقد است که این یافته راه‌های جدیدی را برای تحقیق روی CD، به‌گفتن نشانگر زیستی برای باروری در انسان‌ها و حیوانات، باز خواهد کرد و به گمان زیاد مسیری تازه را برای کنترل باروری مقصد قرار خواهد داد.
یافته‌های پژوهش در نشریه نیچر کامیونیکیشنز انتشار شده است.
منبع