این ساختار که در نزدیکی سر اسپرم و به‌ویژه در ناحیه گردن آن قرار دارد، از یک ماده چسبناک و ژلاتینی به نام سیتوپلاسم تشکیل شده که توسط یک غشای سلولی محصور شده است. این پدیده در تمام پس‌تانداران از جمله انسان مشاهده می‌شود و مدل ژنتیکی تازه، نخستین مورد از نوع خود محسوب می‌شود.
به گزارش <a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://scitechdaily.com/new-insights-into-infertility-scientists-solve-century-old-sperm-mystery/"سای‌تک‌دیلی، علی‌رغم اینکه قطره سیتوپلاسم برای نخستین بار بیش از صد سال پیش شناسایی شد، نحوه شکل‌گیری و کارکرد آن به دلیل عدم وجود ابزار‌های مولکولی و ژنتیکی مناسب ناشناخته مانده بود. دانشمندان به طور گسترده این ساختار را نادیده می‌گرفتند، اما چن چن، دانشیار علوم دامی و برنامه علوم تولیدمثل و رشد در کالج کشاورزی و منابع طبیعی، تأکید می‌کند که دیگر نمی‌توان از آن غافل بود.
نقش ژن در شکل‌گیری قطره سیتوپلاسمی
چن و تیم تحقیقاتی او، یک سیستم تازه تبادل پروتئینی در اسپرم‌های در حال رشد را کشف کردند که به طور فعال پروتئین‌های ضروری را از طریق وزیکول‌های غشایی کوچک به سمت قطره سیتوپلاسمی (اتاق ذخیره اسپرم) منتقل می‌کند. این فرآیند توسط ژنی به نام کنترل می‌شود. پروتئین بر روی وزیکول‌های غشایی قرار دارد و نقش محوری در هدایت آن‌ها به سمت قطره سیتوپلاسمی ایفا می‌کند. این وزیکول‌ها را می‌توان به کامیون‌هایی تشبیه کرد که محموله‌های پروتئینی را به انبار ذخیره‌سازی اسپرم می‌رسانند.
چن توضیح می‌دهد که وقتی ژن در موش‌ها حذف می‌شود، سیستم تبادل پروتئینی از بین می‌رود و آنزیم‌های متابولیک حیاتی و پروتئین‌های ضروری به قطره سیتوپلاسمی ارسال نمی‌شوند. در نتیجه، قطره سیتوپلاسمی خالی و بدون وزیکول تشکیل می‌شود؛ پدیده‌ای که او پیش از این هرگز مشاهده نکرده بود. در نهایت، بدون وجود محتوای حیاتی در قطره سیتوپلاسمی، اسپرم‌های جهش‌یافته حرکت و توانایی مقابله با تغییرات اسمزی را از دست می‌دهند و پس از خم‌شدن، به ناباروری منجر می‌شوند.
به باور چن، این مطالعه نشان‌دهنده پیشرفتی قابل توجه در درک نحوه شکل‌گیری و کارکرد بالقوه قطره سیتوپلاسمی است. او می‌افزاید مطالعه تازه به ما کمک می‌کند تا بفهمیم که یک سیستم تخصصی تبادل پروتئینی بین سلولی وجود دارد که به طور فعال محموله را به قطره سیتوپلاسمی منتقل می‌کند تا در آینده توسط اسپرم برای سفر به سمت تخمک مورد استفاده قرار گیرد.
چن معتقد است که این یافته دیدگاه نادرست موجود در مورد ساختار مرموز اسپرم را متحول خواهد ساخت. او می‌گوید که این کشف راه‌های جدیدی را برای تحقیق بر روی قطره سیتوپلاسمی، به عنوان یک نشانگر زیستی برای باروری در انسان‌ها و حیوانات، باز خواهد کرد و احتمالا مسیری تازه برای کنترل باروری فراهم می‌آورد.
یافته‌های این پژوهش در <a target="_blank" rel="nofollow noopener" href="https://www.nature.com/articles/s41467-023-40862-1"نشریه نیچر کامیونیکیشنز منتشر شده است.