Geheim van hoe vrouwelijk ei plakkerige suiker gebruikt om sperma te onthullen

Wist je dat het vrouwelijke menselijke ei eigenlijk sperma "vangt" om het bevruchtingsproces te starten? In wat een "kleverig" ei wordt genoemd, zorgt een suikerachtige SLeX moleculaire buitencoating ervoor dat de twee entiteiten aan elkaar kunnen binden. Onderzoekers hebben ontdekt hoe een menselijk ei een binnenkomend sperma vangt om het bevruchtingsproces te starten. Onderzoekers over de hele wereld hebben geprobeerd te begrijpen wat deze taak al meer dan dertig jaar doet.
Wetenschappers zijn van mening dat hun werk sommige van de voorheen onverklaarde oorzaken van onvruchtbaarheid en subvruchtbaarheid van de mens kan helpen aanpakken en zeer nuttig kan zijn om dit probleem te diagnosticeren bij paren die geen kinderen kunnen krijgen. Het kan ook een nieuw doelwit vormen voor de ontwikkeling van natuurlijke anticonceptiemiddelen.
Professor Anne Dell CBE FRS FMedSci van de afdeling Life Sciences aan het Imperial College London legt uit:

"Dit opwindende onderzoek biedt de eerste inzichten in de moleculaire gebeurtenissen die zich aan het begin van het menselijk leven hebben voorgedaan.De details die we hier hebben ontdekt, vullen een enorme kloof in onze kennis van vruchtbaarheid in en we hopen dat ze uiteindelijk veel van die mensen zullen helpen die op dit moment niet kunnen bedenken. Het uitpluizen van de samenstelling van de suikerjas die het menselijke ei omhult, is het hoogtepunt van jarenlang nauwgezet onderzoek door mijn massaspectrometriecollega's in Imperial. Dit streven was een enorm moeilijke taak omdat menselijke eieren heel klein zijn - over de grootte van een volledige stop - dus we hadden niet veel materiaal om mee te werken. "

Er werd onthuld dat de suikerketen bekend als de sialyl-lewis-x-sequentie (SLeX) zeer overvloedig aanwezig is op het oppervlak van het menselijke ei. Na te hebben geëxperimenteerd met een reeks gesynthetiseerde suikers in het laboratorium, toonden ze aan dat SLeX specifiek sperma aan een ei bindt en hun bevindingen testten met behulp van de buitenlagen van onbevuilde 'niet-levende' menselijke eieren.
Dr. Poh-Choo Pang, ook van de afdeling Life Sciences aan Imperial College London, vervolgt:

"We hopen dat onze studie nieuwe mogelijkheden zal bieden voor het begrijpen en aanpakken van de vruchtbaarheidsproblemen waarmee veel koppels worden geconfronteerd. Hoewel klinische behandelingen nog steeds een uitweg zijn, zijn we erg enthousiast over het nieuwe onderzoek naar vruchtbaarheid waarvan we hopen dat het nu mogelijk zal zijn, voortbouwen op ons werk. "

Een sperma "herkent" een ei wanneer eiwitten op het hoofd van het sperma elkaar ontmoeten en overeenkomen met een reeks specifieke suikers in de buitenste laag van het ei. Zodra een succesvolle match is gemaakt, binden de buitenoppervlakken van het sperma en het ei zich samen voordat ze worden samengevoegd en het sperma zijn DNA naar binnen brengt, waardoor het ei bevrucht wordt.

Het onderzoeksteam in Hong Kong testte of SLeX de belangrijkste bindende suiker was met behulp van de buitenlagen van onbevruchte en niet-levende menselijke eieren, verkregen door geïnformeerde toestemming van in-vitrofertilisatie-patiënten. Ze verdeelden de lege jas voorzichtig in een delicate procedure met behulp van een klein mes, uitgevoerd onder een krachtige microscoop. De wetenschappers behandelden de helft met een chemische stof die de binding van de SLeX-suiker verhinderde, om te zien welk effect dit zou hebben op het vermogen van het sperma om zich aan het ei te binden. Toen ze sperma rond het halve ei vrijgaven, ontdekten ze dat er aanzienlijk minder gebonden was aan de behandelde helft van de eierlaag dan de onbehandelde helft.
Gary Clark, van de University of Missouri School of Medicine voegt toe:

"We hebben eerst een model van menselijk spermabinding voorgesteld met SLeX-achtige moleculen op de buitenste laag van het menselijke ei in 1992. Onze recente studies hebben nu bevestigd dat dit oude model correct is. Het definiëren van hoe het sperma aanvankelijk de penetratie herkent en vervolgens binnendringt egg's sugar coat is belangrijk voor het ontwerp van natuurlijke anticonceptiemiddelen en voor het ontrafelen van oorzaken van voorheen onverklaarbare menselijke onvruchtbaarheid of subvruchtbaarheid. "

De onderzoekers hebben nu het gevoel dat ze de bevindingen van dit onderzoek kunnen gebruiken om de eiwitten op het hoofd van een sperma die het mogelijk maken een ei te herkennen, verder te onderzoeken.
Professor William Yeung van de Afdeling Obstetrie en Gynaecologie en het Centrum voor Reproductie, Ontwikkeling en Groei aan de Universiteit van Hong Kong concludeert:

"Onze kennis over de binding van sperma-ei bij de mens is beperkt De identificatie van SLeX zou onderzoekers in staat stellen om andere moleculen te ontdekken die bij dit belangrijke proces van het menselijk leven betrokken zijn."

Geschreven door Sy Kraft