Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Sperm hücreleri, her şeyin "tam kıvamında" olmasını isteyen Altın Saçlı Kız (Goldilocks) gibi davranır. En azından memelilerde, bu erkek üreme hücreleri sıcaklık konusunda oldukça seçicidir: Ne çok sıcak ne de çok soğuk olmalı. Sperm, vücut sıcaklığından sadece birkaç derece daha serin ortamlarda daha iyi işler. Ancak, yumurtayı döllemek için dişi üreme yolunda daha sıcak koşullara dayanmak zorundadır. Peki bu nasıl oluyor?

Fareler üzerinde yapılan yeni bir çalışmaya göre, daha sıcak sıcaklıklar spermin hiperaktif hale geçmesini sağlayan bir sinyali tetikliyor. Bu durumda sperm, yön bulmak için kullandığı düzgün hareketlerinden, yumurtaya girmek için gerekli olan çırpınmalı ve burulmalı hareketlere geçiyor. Bu bulgular Nature Communications dergisinde yayımlandı.

Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden fizyolog ve hücre biyoloğu Polina V. Lishko, "Erkek üreme organlarının neden vücut sıcaklığından daha düşük bir sıcaklıkta tutulduğunun moleküler mekanizmasını keşfetmek heyecan verici" diyor. "Bunun nedeni şimdiye kadar tam olarak anlaşılamamıştı."

CatSper: Spermin Dost Proteini

Tüm memelilerin sperm yüzeyinde CatSper adlı bir protein bulunur. Bu protein, spermin kuyruk benzeri kamçısında hiperaktif hareketleri sağlayan partiküllerin girişini kontrol eder. Daha önce bu proteinin sıcaklıkla aktive olduğu bilinmiyordu; bilim insanları CatSper’in, dişi üreme yolundaki pH seviyesiyle veya bazı hormonlarla (örneğin primatlarda progesteron) tetiklendiğini düşünüyordu. Ancak çoğu memeli sperm progesterona yanıt vermediği için bu teori geçerliliğini yitirdi. Başka bir faktör devrede olmalıydı: Sıcaklık.

Memeliler, erkek üreme organlarını ideal sıcaklık olan 34°C civarında tutmak için evrimsel olarak çeşitli çözümler geliştirmiştir. Örneğin, yunuslar testislere giden kanı sırt yüzgeçlerinden geçirerek soğutur. Filler kulaklarıyla kanı serinletir. İnsanlarda ise testisler vücut dışında yer alır. Buna karşılık, kuşlar gibi bazı hayvanların erkek üreme organlarında bu soğutma sistemi yoktur — ve bu hayvanlarda CatSper proteini de bulunmaz.

CatSper = Spermostat

Yeni çalışmada, Lishko ve ekibi beyin hücrelerini incelemek için geliştirilen mikro ölçekli araçları kullanarak, fare sperminde CatSper’in aktivasyonuna ait elektriksel değişimleri gözlemledi. Sıcaklık 38°C’yi geçtiğinde belirgin sinyaller görüldü. CatSper aktive olduğunda, sperm hiperaktif hareketlerine geçiş yaptı. Bu nedenle araştırmacılar CatSper’in bir "spermostat" gibi davrandığını söylüyor. Lishko, "Doğanın ne kadar zarif sistemler tasarladığını tekrar görmek şaşırtıcı ve büyüleyici" diyor.

Gelecekteki Kullanımlar

Bu keşif, erkek doğum kontrol yöntemlerinin geliştirilmesine ve kısırlık tedavilerinin iyileştirilmesine katkı sağlayabilir. CatSper sadece spermde bulunduğu için, bu proteini hedef alan tedaviler vücudun diğer sistemlerini etkilemez.

Araştırmacılar şimdi şu sorunun peşinde: “Bu sıcaklığa duyarlı kalsiyum kanalı özelliği hedef alınarak doğurganlık artırılabilir ya da doğum kontrolü sağlanabilir mi?” Bugüne kadar bu kanalı devre dışı bırakmaya yönelik bazı doğum kontrol yöntemleri denendi, ancak pek başarılı olmadı. Bu yeni bilgiler, daha etkili yolların önünü açabilir. İleride yapılacak çalışmalarla, CatSper proteini sıcaklıkla aktive edilerek spermdeki enerji tüketilebilir ve böylece sperm yumurtaya ulaşmadan işlevsiz hale getirilebilir.

Kaynak: Popsci.com