دراسة تكشف: ماذا يحدث في اللحظة الأولى لاندماج الحيوان المنوي بالبويضة؟

كشفت دراسة جديدة أجرتها جامعتي "ETH زيورخ" في سويسرا ولودفيج ماكسميليان في ألمانيا، عن بعض الفاصيل الجديدة التي تحدث عند دخول الحيوان المنوي إلى البويضة في عملية الإخصاب.

وتقول الدراسة: بعد دقائق من اتحاد الحيوان المنوي مع البويضة، تطلق البويضة المخصبة ذرات الزنك المشحونة التي يُعتقد أنها تمنع الحيوانات المنوية الأخرى من دخول البويضة عن طريق تصلب غلافها الخارجي.

ولكن تفاصيل هذه الأحداث الجزيئية الدقيقة لم تُدرس بالكامل.

وقالت بولينا باكاك، اختصاصية المعلومات الحيوية في ETH زيورخ والمعدة الأولى للدراسة: "افتُرض أن الجمع بين البروتينين "JUNO وIZUMO1" في مركب واحد يؤدي إلى بدء عملية التعرف والالتصاق بين الخلايا الأصلية، وبالتالي تمكين اندماجها".

ويعد التفاعل بين JUNO الموجود على الغشاء الخارجي لخلية البويضة الأنثوية، وIZUMO1 الموجود على سطح خلية الحيوان المنوي، أول رابط مادي معروف بين خليتين جنسيتين مدمجتين حديثا، حسب تقرير مجلة ساينس ألرت.

ولكن الجهود العلمية لتطوير وسيلة محتملة لمنع الحمل من خلال إنشاء مثبطات جزيئية صغيرة لعملية اتحاد JUNO-IZUMO1، باءت بالفشل إلى حد كبير، ما يدل على المزيد من الغموض حول تفاعلاتها الجزيئية.

وأوضح فريق البحث أن تصنيع البروتينات يحدث باستمرار داخل الخلايا، حيث تطفو في مزيج مائي من السيتوبلازم وتحدث التفاعلات مع إعادة تدويرها. لذا، استخدم فريق البحث حاسوبا عملاقا سويسريا لمحاكاة التفاعلات بين JUNO وIZUMO1 في الماء، لتكون أقرب إلى أشكالها الطبيعية في الخلايا.

وأظهرت المحاكاة أن مجموعة من التفاعلات القصيرة العمر والضعيفة بين جزيئات البروتين أدت إلى استقرار مركب JUNO-IZUMO1.

وأجريت محاكاة لعملية زعزعة استقرار التفاعلات التي تربط JUNO-IZUMO1 معا بواسطة أيونات الزنك التي تطلقها البويضة.

وتبين أن وجود أيونات الزنك أدى إلى ارتداد IZUMO1، وبالتالي لم يعد بإمكانه الارتباط بقوة بـ JUNO. ما يكشف أن إطلاق البويضة للزنك يمكن أن يعيق ارتباط الحيوانات المنوية الأخرى بها.