تبدأ الحياة الجديدة بلقاء الحيوان المنوي والبويضة. ولكن كيفية اندماجهم معًا ظل لغزًا لفترة طويلة.
بحث جديد من قبل العلماء في النمسا يقدم أدلة محيرة، تظهر الإخصاب يعمل مثل القفل والمفتاح في جميع أنحاء مملكة الحيوان، من الأسماك إلى البشر.
وقال المؤلف المشارك أندريا باولي من معهد أبحاث علم الأمراض الجزيئية في فيينا: “لقد اكتشفنا هذه الآلية الأساسية في جميع الفقاريات بقدر ما يمكننا أن نقول”.
ووجد الفريق أن ثلاثة بروتينات موجودة في الحيوان المنوي تتحد لتشكل نوعًا من المفتاح الذي يفتح البويضة، مما يسمح للحيوانات المنوية بالالتصاق. وتظهر النتائج التي توصلوا إليها، والمستمدة من الدراسات التي أجريت على أسماك الزرد والفئران والخلايا البشرية، كيف استمرت هذه العملية على مدى ملايين السنين من التطور. ونشرت النتائج يوم الخميس في مجلة الخلية.
تُظهر هذه الصورة المجهرية التي قدمها معهد أبحاث علم الأمراض الجزيئية في أكتوبر 2024، إخصاب بويضة سمكة الزرد (دانيو ريريو) بواسطة حيوان منوي، مميزة باللون البرتقالي. (العفريت عبر AP)
وسبق أن عرف العلماء وجود بروتينين، أحدهما موجود على سطح الحيوان المنوي والآخر على غشاء البويضة. من خلال العمل مع متعاونين دوليين، استخدم مختبر باولي أداة الذكاء الاصطناعي AlphaFold من Google DeepMind – والتي تم تكريم مطوريها جائزة نوبل في وقت سابق من هذا الشهر – لمساعدتهم على التعرف على بروتين جديد يسمح بالاتصال الجزيئي الأول بين الحيوانات المنوية والبويضة. كما أظهروا أيضًا كيفية عملها في الكائنات الحية.
تُظهر هذه الصورة المجهرية التي قدمها معهد أبحاث علم الأمراض الجزيئية في أكتوبر 2024، الحيوانات المنوية البشرية. (العفريت عبر AP)
وقال باولي إنه لم يكن معروفًا من قبل كيف تعمل البروتينات معًا كفريق واحد من أجل السماح للحيوانات المنوية والبويضة بالتعرف على بعضهما البعض.
تُظهر هذه الصورة المجهرية التي قدمتها جامعة أوساكا ومعهد أبحاث علم الأمراض الجزيئية في أكتوبر 2024، بيض الفئران باللونين الأحمر والأخضر، والحيوانات المنوية باللون الأزرق. (يونغ قانغ لو/جامعة أوساكا/IMP عبر AP)
لا يزال العلماء لا يعرفون كيف يدخل الحيوان المنوي فعليًا إلى داخل البويضة بعد أن يلتصق بها، ويأملون في التعمق في ذلك لاحقًا.
وفي نهاية المطاف، قال باولي، إن مثل هذا العمل يمكن أن يساعد العلماء الآخرين على فهم العقم بشكل أفضل أو تطوير طرق جديدة لتحديد النسل.
تُظهر هذه الصورة المجهرية التي قدمتها جامعة أوساكا ومعهد أبحاث علم الأمراض الجزيئية في أكتوبر 2024، إخصاب بويضة فأر مميزة باللونين الأحمر والأخضر. يتم تمييز الحمض النووي باللون الأزرق، ويظهر في البويضة في الأعلى وفي خلية منوية في أسفل اليسار. (يونغ قانغ لو/جامعة أوساكا/IMP عبر AP)
وقال ديفيد جرينشتاين، خبير علم الوراثة وبيولوجيا الخلية بجامعة مينيسوتا، والذي لم يشارك في الدراسة، إن العمل يوفر أهدافًا لتطوير وسائل منع الحمل للرجال على وجه الخصوص.
تُظهر هذه الصورة المجهرية الإلكترونية التي قدمها معهد أبحاث علم الأمراض الجزيئية في أكتوبر 2024، حيوانًا منويًا لسمك الزرد مرتبطًا بموقع دخول الحيوانات المنوية لبيضة الزرد. (العفريت عبر AP)
وقال في رسالة بالبريد الإلكتروني إن الدراسة الأخيرة “تؤكد أيضا أهمية جائزة نوبل لهذا العام في الكيمياء”.
___
يتلقى قسم الصحة والعلوم في وكالة أسوشيتد برس الدعم من مجموعة الإعلام العلمي والتعليمي التابعة لمعهد هوارد هيوز الطبي. AP هي المسؤولة الوحيدة عن جميع المحتويات.
