Свыше 100 лет назад американский зоолог Фрэнк Лилли открыл, что морские беспозвоночные выделяют химический фактор, привлекающий сперматозоиды, в результате процесса хемотаксиса. Сперма, в свою очередь, достигает яйцеклетки при помощи пульсирующего увеличения концентрации ионов кальция в жгутике, сообщает Phys.org.

За прошлые годы ученым удалось открыть множество клеточных компонентов, стимулирующих выработку ионов кальция, но ключевого ингредиента не хватало. Условие проникновения ионов кальция из окружающей сперму среды в жгутик состоит в том, что кислотность клетки сперматозоида меняется. И было неясно, что именно вызывает это изменение.

Многолетние исследования, проведенные немецкими биологами на материале морских ежей, позволили идентифицировать эту молекулу SpSLC9C1, которую они назвали «филогенетической химерой». Она регулирует проникновение ионов натрия в клетку сперматозоида и, взамен, выводит протоны из нее.

Механизм натрий-протонного обмена известен давно, но этот — уникален, потому что обладает теми же структурными чертами, что и каналы ионов, которые контролируют пульс и электрическую активность мозга человека.

Натрий-протонный обмен в клетке сперматозоида активируется положительно заряженными аминокислотами. Когда сперма захватывает молекулы хемоаттрактантов, напряжение становится более отрицательным, потому что каналы калия открываются и ионы покидают клетку. Под воздействием изменения напряжения протоны выводятся из клетки, и ее кислотность меняется. Когда этот механизм отключается, импульсы ионов калия в жгутике подавляются, и сперматозоид прекращает свое движение к яйцеклетке.    

Проблемы мужской фертильности только недавно появились в фокусе исследователей. Как стало известно из недавнего отчета экспертов, с 1973 года показатель концентрации сперматозоидов у мужчин снизился на 59%. И стартапы из Кремниевой долины тут же увидели в этом возможности для бизнеса.