Zo loopt sperma: twee eiwitten ontdekt die essentieel zijn voor vruchtbaarheid

Wat drijft sperma? Wat maakt ze zo wendbaar, met hun staart, dat ze naar hun bestemming kunnen zwemmen? Een team wetenschappers heeft geprobeerd de code van hun beweging te kraken en ontdekte twee eiwitten die essentieel zijn voor mannelijke vruchtbaarheid .

Onderzoekers van de Universiteit van Osaka in Japan, auteurs van een studie gepubliceerd in Nature Communications, richtten zich specifiek op de eiwitten Cfap91 en Efcab5. Hun werk toont aan dat deze eiwitten cruciaal zijn voor de spermamotiliteit en dat het verlies van de functie van een van deze eiwitten de mannelijke vruchtbaarheid bij muizen vermindert .

Er zijn veel mogelijke oorzaken van onvruchtbaarheid, en het kan moeilijk zijn om het probleem te lokaliseren wanneer een stel moeite heeft om zwanger te worden, leggen experts uit. Ze beginnen een nieuw stukje aan de puzzel toe te voegen door twee belangrijke eiwitten te identificeren. Sperma, leggen de auteurs uit, wordt voortgestuwd door flagella, een soort lange zweep die ze voortstuwt. Sperma met slecht functionerende flagella beweegt zich niet snel of efficiënt voort , waardoor de kans op zwangerschap kleiner is. En het is duidelijk dat alles wat de functie van flagella beïnvloedt, mannelijke onvruchtbaarheid kan veroorzaken.

"De structuur van de spermaflagel is behoorlijk complex", zegt hoofdauteur Haoting Wang. " Het Cfap91-eiwit is in verband gebracht met onvruchtbaarheid bij mannen, maar het is onduidelijk waarom het dit effect heeft ." Om de rol ervan in de ontwikkeling en functie van sperma te onderzoeken, genereerden de onderzoekers muizen die dit eiwit misten. Vervolgens brachten ze Cfap91 opnieuw tot expressie in dezelfde muizen om te begrijpen met welke andere eiwitten het interageert. Vervolgens gebruikten ze een techniek genaamd proximity labeling om aanvullende verwante eiwitten in volledig ontwikkeld sperma te identificeren.

"De resultaten waren heel duidelijk", legt Haruhiko Miyata, hoofdauteur, uit. "Niet alleen vertoonden de Cfap91-knockoutmuizen, bij wie het eiwit was uitgeschakeld, een verminderde vorming van spermaflagellen, maar ook mannelijke onvruchtbaarheid."

Toen Cfap91 opnieuw tot expressie werd gebracht in muizen, ontdekten de onderzoekers dat het interageerde met bekende radiale eiwitten. Bovendien toonde de analyse aan dat Efcab5 een eiwit is dat zich dicht bij Cfap91 bevindt en dat helpt bij het reguleren van de spermabeweging . "Onze resultaten tonen aan dat Cfap91 de mannelijke vruchtbaarheid beïnvloedt door te fungeren als een steiger voor de vorming van radiale stralen", die de structuur van flagellen vormen. "Bovendien hebben we aangetoond dat het nabijgelegen eiwit Efcab5 cruciaal is voor het reguleren van de gespecialiseerde spermabeweging", legt Haoting uit.

De bevindingen van het onderzoek benadrukken de complexiteit van de structuur van menselijk sperma en de bijdrage ervan aan de mannelijke vruchtbaarheid. Inzicht in de werking van deze eiwitten helpt ons mannelijke onvruchtbaarheid te begrijpen en kan bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe diagnostische targets.