Artificiile biologice declanșate de fertilizare au o vechime de cel puțin 300 de milioane de ani

Viața nouă izvorăște, cel puțin sub microscop fluorescent. În acel moment în care sperma atinge oul, miliarde de atomi de zinc se aprind pe suprafețele lor acum aderente.

Acest fenomen uimitor, dar la scară mică, a fost văzut pentru prima dată în polenizarea umană în 2016.

„A fost fantastic”, a spus atunci cercetătoarea medicală Theresa Woodruff de la Universitatea Northwestern. „Am descoperit o scânteie de zinc în urmă cu doar cinci ani la un șoarece și a văzut zincul radiant într-o stropire din fiecare ou uman a fost uimitor.” (Woodruff lucrează acum la Michigan State University.)

Cercetătorii au descoperit acum că această chimie a sarcinii poate fi o trăsătură conservată a fertilizării la vertebrate sau la animale cu coloană vertebrală.

Fulgerul dramatic al fertilizării la ovocitele umane. (Universitatea Northwestern)

precum și în interiorul oamenilor și șoarecilor (mușchiul șoarecelui), aceste artificii din zinc au fost observate în îmbogățit macac si vaca (cap de taur) ouă. Un nou studiu tocmai a văzut o explozie de zinc la broasca cu gheare africane (Xenopus laevis), de asemenea, ceea ce înseamnă că acest fenomen este cel puțin la fel de vechi ca atunci când strămoșii broaștelor și mamiferelor s-au îndepărtat de căile evolutive, acum aproximativ 300 de milioane de ani.

Când zincul izbucnește într-un ou aflat în studiu, acesta se leagă de markerii moleculari într-o reacție care îi face să strălucească într-un fulger de lumină la microscopul cu fluorescență (prezentat mai sus).

Biochimistul nord-vestic John Seiler și colegii săi au ales să se uite la aceste scântei biochimice la broasca cu gheare africane din cauza dimensiunii și abundenței lor.

„Diametru Xenopus Rata ouălor este de 15 ori mai mare decât a ouălor de șoarece, permițând un studiu mai aprofundat al dinamicii fluxului de zinc ”, a spus echipa. au scris în ziarul lor.

broască. (Fotografie Brian Garnett / Moment / Getty Images)

Folosind o tehnologie de imagistică puternică, cum ar fi microscopia cu raze X și microscopia electronică, echipa multidisciplinară a putut vedea cum ouăle stochează zincul în compartimentele de depozitare microscopice de-a lungul suprafeței lor. Au măsurat că aceste vezicule de stocare conțineau de 10 ori mai mult zinc decât restul oulului – gata să explodeze ca răspuns la fertilizare.

Cercetătorii au detectat, de asemenea, o eliberare masivă de mangan împreună cu zinc în ouăle de broască, care nu a fost observată la niciunul dintre celelalte animale. Acum speră să verifice nivelurile de mangan la șoareci.

„De multe ori ne gândim la gene ca fiind factori cheie de reglare, dar munca noastră a arătat că atomii precum zincul și manganul sunt esențiali pentru primii pași în dezvoltare după fertilizare”, El a spus Woodruff despre noul studiu.

Explozie detaliată de scântei de zinc la fertilizarea într-un ou uman. (Universitatea Northwestern)

Cercetările efectuate la șoareci sugerează că volatilitatea zincului servește mai multor scopuri. AceastaVrăjitoare ciclul celular în ou De la meioză – care implică diviziunea celulară care duce la celule sexuale cu doar o jumătate de set de cromozomi – la mitoză – care produce celule cu un set complet de cromozomi, acest lucru permite oului să înceapă să se transforme într-un embrion.

Zincul produce și masă fiziologică Pentru a opri alți spermatozoizi de la aderarea la partid. Același lucru pare a fi adevărat și pentru mangan, deoarece Seiler și echipa sa au arătat că ambele elemente inhibă fertilizarea în jurul ovulului.

Zincul scânteie și volumul Ea dezvăluie calitatea fătului rezultatEste un indicator foarte util al fertilizării in vitro (FIV).

„Această lucrare ne poate ajuta să ne înțelegem înțelegerea interacțiunii dintre starea de zinc din dietă și fertilitatea umană”. El a spus Biologul molecular al Universității de Stat din Michigan, Thomas O’Lorran. „[It supports] O imagine emergentă este că celulele folosesc metale de tranziție pentru a regla unele dintre primele decizii din viața unui organism. ”

Cercetarea lor a fost publicată în chimia naturii.