Technion – Ισραηλινό Τεχνολογικό Ινστιτούτο > Αρχείο > Προς τιμήν της Ημέρας του Δαρβίνου-12/02/2024
Προς τιμήν της Ημέρας του Δαρβίνου
12/02/2024
Μια καινοτόμος μέθοδος που αναπτύχθηκε στο Technion για την πρόβλεψη του δυναμικού γονιμότητας του σπέρματος.
Η εξέλιξη αναμένεται να βελτιώσει τη ζωή των ζευγαριών που υποφέρουν από προβλήματα γονιμότητας
Πριν από 215 χρόνια, στις 12 Φεβρουαρίου 1809, γεννήθηκε ο Charles Robert Darwin-Κάρολος Δαρβίνος – ο φοιτητής που ήρθε στο Πανεπιστήμιο του Cambridge για να σπουδάσει θεολογία και έγινε ένας από τους επιστήμονες με τη μεγαλύτερη επιρροή στην ανθρώπινη ιστορία.
Η θεωρία της εξέλιξης θεωρείται μια από τις σημαντικότερες θεωρίες στην ιστορία της επιστήμης.
Προς τιμήν της περίστασης, θα θέλαμε να παρουσιάσουμε μια νέα μελέτη των επιστημόνων τoυ Technion, που σχετίζεται με την ανάπτυξη της σεξουαλικής αναπαραγωγής – αναπαραγωγής στην οποία κύτταρα δύο διαφορετικών πλασμάτων ενώνονται και δημιουργούν ένα νέο πλάσμα.
Αξίζει να σημειωθεί ότι μέχρι την ανάπτυξη της σεξουαλικής αναπαραγωγής, πριν από περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, τα ζωντανά όντα αναπαράγονταν με ασεξουαλική αναπαραγωγή, στην οποία το κύτταρο δημιουργεί ένα αντίγραφο του εαυτού του και έτσι διατηρεί το γενετικό του προφίλ.
Μια καινοτόμος μέθοδος που αναπτύχθηκε στο Technion θα βοηθήσει στην πρόβλεψη του δυναμικού γονιμότητας των σπερματοζωαρίων και σε θεραπείες γονιμότητας για ζευγάρια που υποφέρουν από προβλήματα γονιμότητας.
Η έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό eLife διεξήχθη από τον Δρ Nicholas Brockman, τον καθηγητή Benjamin Podbilevich και την Clary Valensi από τη Σχολή Βιολογίας.
Από δεξιά προς τα αριστερά: Καθ. Benjamin Podbilevitz, Clary Valancy και Dr. Nicholas Brockman
Κατά τη γονιμοποίηση (Fertilization) σχηματίζεται ένα νέο πλάσμα από τη συνάντηση μεταξύ σπέρματος και ωαρίου, που είναι ο αρσενικός γαμέτης και ο θηλυκός γαμέτης. Για να συμβεί γονιμοποίηση, το σπέρμα και το ωάριο πρέπει όχι μόνο να προσκολληθούν μεταξύ τους, αλλά και να ενωθούν σε ένα ενιαίο κύτταρο με έναν μόνο πυρήνα. Στους ιστούς του σώματος, τα κύτταρα δεν έχουν την τάση να ενώνονται, γιατί διαφορετικά τα κύτταρα του σώματος θα συρρικνωθούν σταδιακά σε ένα γιγάντιο κύτταρο. Επομένως, για να γίνει η σύντηξη απαιτούνται βοηθητικοί παράγοντες, ειδικά στη σύντηξη μεταξύ σπέρματος και ωαρίου, η οποία πρέπει να γίνει στο σωστό μέρος και χρόνο.
Δύο από αυτούς τους παράγοντες είναι η πρωτεΐνη IZUMO1, που βρίσκεται στην επιφάνεια του σπέρματος, και η πρωτεΐνη Juno που βρίσκεται στο ωάριο. Αυτές οι δύο πρωτεΐνες βοηθούν στο «κλείδωμα» της άρθρωσης των δύο σεξουαλικών κυττάρων προς τη σύντηξη σε ένα κύτταρο.
Σε μια προηγούμενη μελέτη που δημοσιεύθηκε στα τέλη του 2022, ο Δρ. Brockman και ο καθηγητής Podbilevich έδειξαν ότι το IZUMO1, εκτός από το ρόλο του στη σύνδεση του σπέρματος και του ωαρίου, λειτουργεί ως πρωτεΐνη σύντηξης χωρίς την παρουσία του θηλυκού αντίστοιχου Juno.
Στην τρέχουσα μελέτη δείχνουν ότι μέσω μιας απλής εξέτασης, είναι δυνατό να προβλεφθεί το δυναμικό γονιμότητας ενός δείγματος σπέρματος.
Η μέθοδος ονομάζεται SPICER (Sperm-induced cell-cell fusion requiring Juno), που σημαίνει σύντηξη κυττάρου-κυττάρου που προκαλείται από σπέρμα που απαιτεί την παρουσία Juno.
Μέσω του T3, της μονάδας εμπορευματοποίησης της Technion, κατοχύρωσαν ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτό το τεστ, το οποίο πιστεύουν ότι μπορεί να φέρει επανάσταση στις δοκιμές ανδρικής γονιμότητας και στην ανάπτυξη νέων αντισυλληπτικών.
Το 15% του παγκόσμιου πληθυσμού πλήττεται από προβλήματα υπογονιμότητας. Για να εκτιμηθεί το επίπεδο γονιμότητας ενός άνδρα, πραγματοποιούνται επί του παρόντος εξετάσεις σπέρματος στις οποίες ελέγχεται η συγκέντρωση, η κινητικότητα, η μορφολογία και η ζωτικότητα. Με βάση αυτές τις εξετάσεις, η ιατρική ομάδα συνιστά στους μελλοντικούς γονείς τη θεραπεία που θέλουν. Ωστόσο, αυτές οι δοκιμές υποφέρουν από πολλούς περιορισμούς, γεγονός που αποτελεί το υπόβαθρο της μεγάλης σημασίας της νέας ανάπτυξης των ερευνητών της Technion.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Έρευνας (πρόγραμμα Horizon 2020, επιχορήγηση Marie Curie).
Στο σχήμα: Αριστερά: έκφραση του JUNO από ωοκύτταρα σε κυτταρική καλλιέργεια. Όταν ένα δείγμα σπέρματος, το οποίο έχει δυνατότητα γονιμοποίησης, προστίθεται στην καλλιέργεια, το σπέρμα προκαλεί σύντηξη μεταξύ των κυττάρων και του εαυτού τους (η διαδικασία που περιγράφεται από το επάνω μαύρο βέλος, με την ένδειξη SPICER, η σύντηξη φαίνεται στον επάνω δεξιό κύκλο). Όταν το σπέρμα είναι ανώμαλο, η σύντηξη δεν συμβαίνει (η διαδικασία που απεικονίζεται στο κάτω μαύρο βέλος, η αποτυχία σύντηξης απεικονίζεται στον κάτω δεξιό κύκλο).
Για το άρθρο στο περιοδικό eLife – κάντε κλικ εδώ
Στο βίντεο: δύο κύτταρα βαμμένα με πράσινη φωσφορίζουσα πρωτεΐνη (GFP) που εκφράζουν την πρωτεΐνη JUNO στην κυτταρική μεμβράνη, πριν και μετά την προσθήκη σπερματοζωαρίων. Λίγο μετά την προσθήκη του σπέρματος, τα δύο κύτταρα συγχωνεύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα κύτταρο με δύο πυρήνες.
