تمرين الاتصال - كيف يتم تكوين الجنين؟

باحثون من التخنيون بالتعاون مع جامعة طوكيو يكشفون عن دور جديد لبروتين IZUMO1 في عملية الاندماج بين الحيوان المنوي والبويضة

يعد الاندماج بين الخلية المنوية والبويضة - البيضة الملقحة - الخطوة الأولى والحاسمة في عملية الإخصاب. اليوم، تُعرف العديد من البروتينات في الخلايا المتزاوجة الضرورية لترابطها، لكن في الثدييات لم يتم التعرف على بروتين الاندماج الذي يؤدي إلى اندماج الخلايا في خلية واحدة حتى الآن. قدم فريق مشترك من الباحثين من كلية الأحياء في التخنيون وجامعة طوكيو في اليابان لأول مرة دليلاً على أن بروتين إيزومو (IZUMO1)، المعبر عنه في خلايا الحيوانات المنوية، قادر على إحداث الاندماج بين الخلايا. تم اكتشاف بروتين إيزومو لأول مرة في عام 2005 من قبل البروفيسور ناكوزو إينوي من جامعة أوساكا في اليابان. وهو موجود في الخلايا المنوية، ومن المعروف أنه يرتبط بالبويضة من خلال مستقبل يسمى جونو (JUNO). ونظرًا لأهمية التفاعل بين الزوجين في عملية الإخصاب، سمي إيزومو على اسم معبد مهم للزواج في اليابان - إيزومو.

الدراسة الحالية نشرت في مجلة بيولوجيا الخليةوالتي تم إجراؤها بقيادة الدكتور نيكولاس بروكمان والبروفيسور بنيامين بودبيليفيتس من كلية الأحياء في التخنيون، تكشف أن بروتين إيزومو قادر على إحداث الاندماج بين الخلايا المتجاورة بطريقة تميزه كبروتين مخصص. بروتين الانصهار. تم الحصول على الأدلة على ذلك من خلال عدة طرق مختلفة، بما في ذلك تحديد لحظة الاندماج بوساطة إيزومو من خلال التصوير بفاصل زمني. تم إجراء بعض التجارب بالتعاون مع فريق من الباحثين بقيادة الدكتور كوهداي ناكاجيما من جامعة طوكيو.

أحد الاكتشافات الرئيسية في بحث الدكتور بروكمان وزملائه هو أن إيزومو وحده قادر على إحداث الاندماج بين الخلايا المتجاورة دون الحاجة إلى الارتباط بالمستقبل المذكور، جونو. بمعنى آخر، يلعب إيزومو دورًا مزدوجًا، سواء في التفاعل بين خلايا التزاوج أو في دمج محتوياتها لإتمام عملية الإخصاب. لاحظ الباحثون أن بحثهم يقدم لأول مرة دليلاً على دور الإيزومو كبروتين اندماجي يشارك في الإخصاب في الثدييات.

تم دعم البحث بمنحة من المؤسسة الوطنية للعلوم ومنحة خاصة للبحث العلمي في مجالات مبتكرة للغاية ومنحة ماري كوري من لجنة البحوث الأوروبية (برنامج هورايزون 2020).

للمقال العلمي في  مجلة بيولوجيا الخلية انقر هنا

للصور انقر هنا

بالصور:

1. فريق البحث في التخنيون، من اليمين إلى اليسار: البروفيسور بنيامين بودبيليفيتس، كلاري فالينسي، الدكتور نيكولاس بروكمان، شياوهوي لي وكاتارينا بلياك
2. الدكتور نيكولاس بروكمان، طالب ما بعد الدكتوراه في مختبر بودبيليفيتس
3. الصورة 1: خلية كلوية تعبر عن مستقبل JUNO وحيث تم تمييز المادة الوراثية للخلية باللون الأخضر. وتم مزجه مع خلايا منوية من فأر معبرة عن بروتين إيزومو (باللون الأحمر) حيث تم تلوين المادة الوراثية باللون الأزرق. يشير السهم الوردي إلى خلية منوية لم تخضع للاندماج، بينما يشير السهم الأبيض إلى خلية منوية اندمجت مع خلية الكلى وبالتالي فهي ملونة باللون الأخضر أيضًا.
4. الصورة 2: خلايا الكلى التي تعبر عن بروتين الأيزومو بالإضافة إلى بروتين فلوري في نواة الخلية (باللون الأرجواني)، مجاورة للبيضة تعبر عن بروتين فلوري في غشاء الخلية (أخضر) وتلون المادة الوراثية باللون الأزرق.