Някои сперматозоиди са безмилостни манипулатори, които буквално отравят конкуренцията си в надпреварата за оплождане на яйцеклетка, показват нови изследвания.

Това е едно от най-големите състезания в природата - битката между сперматозоидите, които се надпреварват да стигнат първи до яйцеклетката.

В проучване, публикувано на 4 февруари в списанието PLOS Genetics, изследователи от Института за молекулярна генетика „Макс Планк“ (MPIMG) в Берлин са изследвали миши сперматозоиди под микроскоп, за да разберат по-добре ефектите на определена ДНК последователност, известна като t-хаплотип. Оказва се, че активният протеин, наречен RAC1, е наистина важен за способността на сперматозоидите да се движат прогресивно. Сперматозоидите, които имат оптимално количество от този протеин, имат по-голям шанс да се състезават и са тези, които не се провалят. Изследователите описват генетичния сегмент като „t-хаплотип“ (t-сперма), който съдържа генни варианти. Те показаха за първи път, че спермата на мишките, която я съдържа „t-хаплотип“, има по-прогресивни способности за движение и може да се движи по-бързо напред, което увеличава шансовете им за оплождане на яйцеклетката.

Екипът знае от предишни изследвания, че сперматозоидите, носещи тази последователност, са склонни да плуват по-права линия (а не в кръгове на смъртта) и средно по-бързо, отколкото конкуриращите се сперматозоиди без него. Сега те открили, че тактиката на тези високоефективни сперматозоиди е малко по-малка от спортната.

"Сперматозоидите с t-хаплотипа успяват да деактивират сперматозоидите без него", заяви в изявление съавторът на изследването Бернхард Херман, директор в MPIMG. "Номерът е, че t-хаплотипът" трови "всички сперматозоиди, но в същото време произвежда противоотрова, която действа само на t-сперматозоидите (тези с t-хаплотипа) и ги защитава."

Резултатът, казва Херман, е нещо като маратон, "при който всички участници получават отровна питейна вода", но само някои от бегачите имат достъп до противоотрова.

T-хаплотипът е поредица от свързани гени в хромозома 17 на домашните мишки по целия свят. (За разлика от хората, които имат 23 двойки хромозоми, мишките имат само 20). Херман и други изследователи го наричат "егоистичен" генетичен материал с една единствена мисия: да прави копия на себе си. Поради безмилостната ефективност на t-хаплотипа при преминаване от едно поколение към следващо, според изследователите мъжките мишки, носещи едно копие на t-хаплотипа, го предават на до 99% от своите потомци.

След проучване на повече от 100 миши сперматозоиди, Херман и колегите му открили, че t-хаплотипът "трови" всички сперматозоиди по време на ранните фази на производството на сперматозоиди, инжектирайки всяка клетка с определени гени, които инхибират способността им да регулират движението. Едва на по-късна фаза, когато всяка клетка се разделя наполовина, "противоотровата" влиза в действие. След разделяне половината от сперматозоидите наследяват гените на t-хаплотипа на хромозома 17. За тези щастливи сперматозоиди t-хаплотипът предоставя нови генетични варианти, които преобръщат инхибиращите ефекти на "отровата", която всяка клетка е консумирала през предишната фаза на развитие. За другата половина от сперматозоидите, които не носят t-хаплотипа или неговия генетичен „антидот“, животът става много по-труден. Тези отровени клетки имат много повече проблеми с движението по права линия (важно умение за клетка, чиято единствена работа е да се състезава с пълна скорост до неоплодената яйцклетка).

В своето проучване изследователите видели, че много сперматозоиди без противоотрова буквално плуват в кръгове, докато умрат, докато техните конкуренти с t-хаплотипа се изстрелват право напред.

"Нашите данни подчертават факта, че сперматозоидите са безмилостни конкуренти", каза Херман. "Генетичните различия предоставят на отделни сперматозоиди предимство в надпреварата за живот."