Le transporteur membranaire assure la mobilité des spermatozoïdes

Des protéines spéciales, appelées transporteurs membranaires, jouent un rôle clé dans la mobilité des spermatozoïdes. Une équipe de recherche du Centre de biochimie de l’Université de Heidelberg (BZH), dirigée par le professeur Cristina Paulino, a réussi pour la première fois, à l’aide de la cryomicroscopie électronique, à décoder la structure d’un tel transporteur et son mécanisme. Selon les chercheurs, ces résultats permettront de mieux comprendre les fondements moléculaires de la capacité de replica et pourraient, à extended terme, contribuer au développement de nouvelles approches de traitement des difficulties de la fertilité et de nouvelles méthodes de contraception spécifique.

Les spermatozoïdes diffèrent fondamentalement par leur structure et leur fonction des autres varieties de cellules. Après tout, leur seule tâche est de retrouver l’œuf et de le fusionner. Les spermatozoïdes n’atteignent leur pleine activité que dans ce qu’on appelle la capacitation, c’est-à-dire la maturation des cellules dans le sperme. L’une des dernières étapes de ce processus biochimique consiste à augmenter la mobilité des spermatozoïdes. Si les cellules ne sont pas capables de se déplacer de manière autonome, ou seulement dans une mesure limitée, il en résulte généralement une diminution de la fertilité ou une absence totale de capacité de copy. Les spermatozoïdes ne peuvent pas atteindre et féconder l’ovule.

Dans ce processus de maturation finale, des protéines spéciales présentes dans la membrane du spermatozoïde jouent un rôle particulier. Connus sous le nom de transporteurs membranaires, ils sont responsables du transportation des nutriments, par exemple, vers ou hors de la cellule. « Le transport de certains ions dans la cellule entraîne une augmentation de la mobilité des spermatozoïdes. Pour cette raison, les protéines responsables du transportation sont directement liées à la fertilité du spermatozoïde et donc à la capacité de reproduction de l’homme », souligne le professeur Paulino. Son groupe de recherche au BZH travaille sur les transporteurs membranaires des oursins, un système modèle pour l’étude des spermatozoïdes.

Grâce à la cryomicroscopie électronique, les scientifiques ont désormais pu décoder la framework d’un essential transporteur membranaire du sperme au niveau moléculaire. Ils ont notamment découvert à quoi ressemblent ses unités fonctionnelles et comment elles s’interconnectent et interagissent. « Nous avons observé que la protéine clé est, comme un jouet Lego, construite à partir de différentes unités de construction. Ces éléments de base sont essentiellement connus à partir d’autres protéines, mais n’ont jamais été observés dans une telle combinaison. Grâce à ces informations, nous avons été able de décoder pour la première fois le mécanisme de ce transporteur », explique le Dr Valeria Kalienkova de l’Université de Bergen (Norvège), ancien membre du groupe de recherche du professeur Paulino.

Selon le Dr Martin Peter, membre de l’équipe de recherche du professeur Paulino, ces nouvelles découvertes seront utiles dans la prochaine étape, consistant à développer des substances potentielles qui influencent ce mécanisme. Ils peuvent permettre d’activer ou de désactiver les fonctions des protéines. La mesure dans laquelle ces découvertes peuvent être transférées aux mécanismes du sperme humain nécessitera des recherches additionally approfondies. À extensive terme, ils pourraient permettre de trouver de nouveaux moyens de traiter l’infertilité ou, inversement, d’empêcher les spermatozoïdes de féconder l’ovule.

Les résultats des études de recherche ont été publiés dans la revue Character. En raison du déplacement du groupe de recherche des Pays-Bas vers l’Allemagne, les études ont été réalisées à la fois à l’Université de Groningue (Pays-Bas) et au Centre de biochimie de l’Université de Heidelberg. Ils ont été financés par le Conseil néerlandais de la recherche et le Fonds national suisse pour la recherche scientifique.