Co ma wspólnego cynk z planowaniem potomstwa?

U wszystkich ssaków w procesie zapłodnienia komórki jajowej przez plemnik następuje uwolnienie kationów cynku w falach zwanych „iskrami cynku”. Naukowcy kierowani przez chemika Thomas V. O’Halloran i biologa Teresa K. Woodruff z Northwestern University, zbadali niedawno komórki jajowe myszy wykorzystując technikę obrazowania komórek na żywo i elementarnego mapowania. Wykazali, że „iskry” te pochodzą z pęcherzyków położonych w pobliżu zewnętrznej błony komórki jajowej[1].

By zobrazować komórki in vivo, naukowcy stworzyli sondy, w których detekcja oparta jest na zjawisku fluorescencji. Obecność cynku generuje złożone sygnały nawet przy tak niskich stężeniach jak 50 nM, znacznie niższych niż w poprzednich czujnikach cynku, mówi O’Halloran.

Bez tytułu

 

Rys. 1 Sonda wiążąca cynk

Główna autorka badań Emily L. Que stosowała również dwie synchrotronowe metody fluorescencji rentgenowskiej i mikroskopii elektronowej do oceny ilościowego rozkładu cynku w komórkach jajowych myszy. Wykazano, że w pobliżu błony zewnętrznej komórki jajowej, po jednej stronie komórki znajduje się system około 8000 pęcherzyków zawierających cynk. Każdy pęcherzyk posiada około miliona atomów cynku. Łącznie stanowi to około 15% z całej zawartości cynku w komórce jajowej.

„Ale gdzie jest pozostałe 85%, i jakie ma to znaczenie?”, pyta Anthony CF Perry, biolog z Uniwersytetu w Bath w Anglii. To pytania, na które chcielibyśmy znać odpowiedź w przyszłości”.

Obrazy uzyskane przez naukowców pokazują, że pęcherzyki cynku znajdują się obok innego zestawu pęcherzyków zwanego „korowymi granulkami”. Granulki uwalniają enzymy i inne białka, m.in. te zależne od cynku i działają podczas procesu zapłodnienia.

Wiadomo również, że granulki w korze uczestniczą w modyfikacjach osłonki przejrzystej- macierzy glikoproteinowej otaczającej komórkę jajową. Po zapłodnieniu, zmiany chemiczne w osłonce przejrzystej tworzą barierę uniemożliwiającą innym plemnikom wejście do komórki jajowej. Pęcherzyki cynku mogą być zaangażowane w te właśnie zmiany chemiczne. Pomiary metodą O’Halloran, Woodruff i współpracowników wykazują, że stężenie cynku w pęcherzykach sięga rzędu 0,2 M. Każda „iskra cynkowa” uwalnia około 2,000 pęcherzyków do osłonki przejrzystej.

„To naprawdę niezwykła zmiana stężenia cynku,” mówi O’Halloran”. Co dzieje się z białkami z cynkowymi łańcuchami bocznymi, gdy są wystawiane na działanie tak wysokim stężeniu cynku? Co dzieje się z cukrami w glikoproteinach na powierzchni komórek i osłonki przejrzystej, gdy „widzą”, że jest dużo cynku? Są to pytania, na które odpowiedzi zaczynamy odkrywać”.

Tego rodzaju badania mogą być ważne dla śledzenia rozkładu cynku w procesach sygnalizacji komórkowej.

1.  Nat. Chem. 2014, DOI: 10.1038/nchem.21332

2. http://cen.acs.org/articles/92/i51/Zinc-Making-Babies.html

Opracowała: Anna Marczewska

Korekta: Ilona Sadok

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*