Los investigadores del Karolinska Institutet en Suecia han dado un paso más para comprender el mecanismo que conduce a la fusión del óvulo y el esperma en la fertilización. Utilizando la técnica de cristalografía de rayos X, han determinado la estructura 3D de Juno, una proteína de huevo de mamíferoesencial para desencadenar la fusión de gametos. Sus hallazgos no solo son interesantes desde una perspectiva evolutiva, sino que también revelan la forma de un posible objetivo para futuros anticonceptivos no hormonales.
La fusión del óvulo y el esperma es un paso esencial de la fertilización en los organismos que se reproducen sexualmente y el mecanismo molecular detrás de este evento ha sido objeto de una intensa investigación. En 2014 se produjo un gran avance con el descubrimiento de Juno, un receptor de proteínas encontrado enel huevo. Juno, que está atado a la membrana celular del huevo, se une a la proteína de la superficie del esperma Izumo1 cuando el huevo y el esperma se encuentran.
El descubrimiento de Juno e Izumo1 abrió nuevas posibilidades para estudiar el proceso de fertilización a nivel molecular. La importancia de ambas moléculas se demostró cuando los experimentos mostraron que los ratones que carecen de cualquiera de ellos son infértiles. Sin embargo, la forma en que Juno interactúa con Izumo1 fueno está claro, algo que Luca Jovine, profesor de biología estructural en el Departamento de Biociencias y Nutrición y el Centro de Medicina Innovadora, ha trabajado duro para comprender.
Juno pertenece a una familia de proteínas llamadas receptores de folato o vitamina B9. Dichos receptores son vitales para una serie de procesos biológicos, incluido el desarrollo fetal. En el presente estudio, que se publica en la revista científica Biología actual , los investigadores presentan una estructura 3D de alta resolución de Juno. Esto revela que Juno tiene una forma similar a los otros miembros de su familia, con la excepción de la región específica que, en estas otras proteínas, sirve comositio de unión para la vitamina B9. Esta observación explica por qué Juno no puede unirse a la vitamina.
La estructura también sugiere que la misma región de Juno en su lugar actúa como el sitio de unión para la proteína de esperma Izumo1. El grupo del profesor Jovine y sus colaboradores de Cambridge analizaron cómo los cambios en esta parte de Juno afectan su capacidad de emparejarse con Izumo1, y produjeron resultadoslo que indica que la unión de Izumo1 implica dos bucles específicos de Juno.
"Sorprendentemente, descubrimos que cambiar estos bucles causó que Juno perdiera por completo su capacidad de unir Izumo1 o alteró la especificidad de la unión", dice el profesor Jovine. "Nuestros datos no solo muestran cómo se ve Juno en ela nivel atómico, pero también nos acerca un paso más a comprender cómo su interacción con Izumo1 media el acoplamiento entre las membranas de los gametos ".
Según los investigadores, los resultados sugieren que las modificaciones de un receptor ancestral de vitamina B9 ocurrieron hace mucho tiempo, lo que dio lugar a una interacción clave esencial para la reproducción de los mamíferos: la unión de las membranas de óvulos y espermatozoides que conducen a la fusión de los gametos.
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Materiales proporcionados por Instituto Karolinska . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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