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Scienziati spiegano la fusione tra ovulo e spermatozoo

Spermatozoi durante la fecondazione di un ovulo


I risultati, pubblicati sulla rivista Cell, contribuiscono a farci capire meglio l'infertilità e potrebbero portare allo sviluppo di nuovi tipi di contraccettivi

Alcuni ricercatori in Svezia sono riusciti a svelare i segreti della fusione tra ovulo e spermatozoo che avviene all'inizio della fecondazione e hanno descritto la struttura tridimensionale (3D) di un recettore dell'ovulo. I risultati, pubblicati sulla rivista Cell, contribuiscono a farci capire meglio l'infertilità e potrebbero portare allo sviluppo di nuovi tipi di contraccettivi.

Questa ricerca è stata finanziata in parte dal progetto ZP DOMAIN STRUCTURE ("Structure determination of the zona pellucida domain by X-ray crystalloghy"), a cui sono stati assegnati 40.000 euro tramite una borsa di studio Marie Curie per le risorse umane e la mobilità, del Sesto programma quadro (6° PQ) dell'UE.

Per secoli siamo stati affascinati dall'incontro tra gameti - ovvero l'ovulo e lo spermatozoo - la cui unione ha come risultato la creazione di un nuovo organismo. Gli scienziati hanno capito che durante questo processo lo spermatozoo si lega alle proteine nel rivestimento extracellulare dell'ovulo, chiamato zona pellucida (ZP) nei mammiferi e involucro vitellino (IV) nei non-mammiferi. Fino ad oggi, i dettagli molecolari di questo fondamentale evento biologico sono rimasti oscuri, ma tutto questo è destinato a cambiare grazie a questo recente studio.

Condottto da Luca Jovine del Karolinska Institutet in Svezia, in collaborazione con il professor Tsukasa Matsuda dell'Università di Nagoya in Giappone e con il dott.
David Flot del Laboratorio europeo di radiazione di sincrotrone (ESFR) con sede in Francia, i ricercatori hanno trovato la struttura 3D della molecola recettore che lega lo spermatozoo, chiamata ZP3. Le informazioni strutturali dettagliate, basate su dati raccolti presso l'ESRF, rendono possibile per gli scienziati cominciare a esplorare a livello molecolare come l'ovulo interagisce con lo spermatozoo nella fecondazione, spiega il team.

"Trent'anni dopo l'identificazione della ZP3, questo lavoro ci dà informazioni su di una regione proteica dell'ovulo riconosciuta direttamente dallo spermatozoo all'inizio della fecondazione," scrivono gli autori. "Insieme agli studi di legame mutazionali e in vitro, la struttura fornisce informazioni su molti aspetti della biologia della ZP3, dalla secrezione e polimerizzazione all'interazione con lo sperma.

Lo studio suggerisce che parti del recettore vengono probabilmente a contatto diretto con lo spermatozoo e fornisce nuove informazioni su come il recettore di spermatozoi viene assemblato e secreto dall'ovulo. "I risultati danno una visione straordinaria del lato femminile della fecondazione," ha detto il dott. Jovine. "Ma questo non è che metà della storia ovviamente. Il prossimo passo sarà quello di occuparsi delle molecole corrispondenti dello spermatozoo che gli permettono di legarsi all'ovulo."

I risultati hanno importanti implicazioni per la medicina riproduttiva umana perché potrebbero spiegare come le mutazioni del recettore dello spermatozoo possono causare l'infertilità, secondo i ricercatori. Studi precedenti hanno già mostrato che gli anticorpi contro le proteine ZP possono essere "potenti strumenti per evitare la fecondazione di animali domestici e selvatici, compresi i primati". Qualsiasi progresso in questo campo sarebbe altamente apprezzato dalla coppie che hanno problemi di concepimento, secondo le stime sono una su sette in tutto il mondo.

La ricerca potrebbe anche potenzialmente portare alla progettazione di contraccettivi non-ormonali che agiscano in modo specifico sull'interazione ovulo-sperma, afferma il team. Tali contraccettivi potrebbero essere un'invitante alternativa alla tradizionale pillola contraccettiva, sviluppata 60 anni fa, e potrebbero avere molti meno effetti indesiderati.

Alcune donne che prendono la pillola si lamentano di sbalzi di umore e nausea e sono più a rischio di trombosi e ipertensione. I ricercatori hanno sottolineato che "negli ultimi 50 anni non è stato introdotto alcun metodo contraccettivo completamente nuovo che si rivolga alla crescita continua della popolazione mondiale".

Redazione MolecularLab.it (30/11/2010)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: ZP3, spermatozoi, ovulo, sperma, pellucida, ovocita, fecondazione
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