espermatozoide ovulo

DOI: 10.1126/science.1072029
Science 296, 2183 (2002);
Paul Primakoff and Diana G. Myles

PENETRACION, ADHECION, Y FUSIÓN EN LA INTERACCIÓN HUEVO-ESPERMA EN MAMÍFEROS
Paul Primakoff and Diana G. Myles

La fertilización es la suma de los mecanismos celulares que pasan el genoma de una generación a la siguiente e inicia el desarrollo de un nuevo organismo. Un típico huevo de mamíferoovulado está encerrado por dos capas: una capa exterior de 5000 células cumulus y una matriz extracelular gruesa interior, la zona pelúcida. Para llegar a la membrana plasmática del huevo, el esperma debe penetrar tanto las capas en pasos que requieren la motilidad del esperma, enzimas superficiales de los espermatozoides, y probablemente enzimas secretadas por el esperma. Los espermatozoides también seunen de forma transitoria a la zona pelúcida del huevo y la membrana plasmática de huevo y luego fusible. Señalización en el esperma es inducida por la adhesión de espermatozoides a la zona pelúcida, y la señalización en el huevo por la fusión de gametos. Las moléculas de gametos y las interacciones moleculares con esencial papeles en estos eventos poco a poco se están descubriendo.

En losmamíferos, la fertilización se completa con el interacción directa del espermatozoide y el óvulo, un proceso mediado principalmente por proteínas en la superficie de los gametos. Por lo tanto, una tarea esencial en el estudio de interacción espermatozoide-óvulo es una exploración de las capacidades de un conjunto distinto de proteínas de superficie, algunos específicas de gametos y otras másampliamente expresadas. En gametos, estas proteínas actúan en un patrón secuencial para orquestar el acercamiento y la fusión final de las dos células.
La penetración del esperma de los cúmulos. Al penetrar la barrera sustancial de células del cumulus que rodean los huevos ovulados de la mayoría de las especies de mamíferos, el uso de esperma hiperactiva la motilidad (1) y un glicosilfosfatidilinositol(GPI) - hialuronidasa superficie anclada, PH-20 llamado (Fig. 1A) (2). La motilidad y la superficie de hialuronidasa son necesarias, y tal vez suficientes para digerir un camino a través de la matriz extracelular de las células del cumulus; no hay todavía proteasas implicadas en este proceso.
La interacción de espermatozoides con la zona pelúcida. El huevo de zona pelúcida es un tipo de célulasmatriz extracelular específico o capa compuesta de tres glicoproteínas denominado ZP1, ZP2, y ZP3. Los espermatozoides que llegan y se unen a la zona pelúcida al recibir una señal al acrosoma reaccionan, es decir, liberan por exocitosis el contenido de su gran gránulo secretor, el acrosoma (fig. 1B).
El modelo actualmente favorecido es que los espermatozoides se unen a carbohidratos O-vinculadosen ZP3. El esperma preincubación con ZP3 inhibe fuertemente el esperma de la unión a la zona, mientras que la preincubación con ZP1 o ZP2 no tiene ningún efecto (3). Otros estudios muestran que la unión de esperma puede ser bloqueada por Oligosacáridos unidos a O de ZP3, se presentan en Ser332 y Ser334 cerca de la ZP3 COOH-terminal (4, 5). Por lo tanto, la adhesión del esperma a la zona es unevento de hidratos de carbono mediados.
Un requisito para ZP3 en la unión de esperma-zona no ha sido confirmado por estudios de genes knock-out porque ZP3-huevos nulos no hacen una zona pelúcida (Tabla 1). Un enfoque para superar esta dificultad es "Rescatar" la formación de una zona ZP3 humana transgén. Ratones hembra-ZP3 nula que llevan un humano ZP3 transgén crea una zona de la normalidadapariencia. Las hembras son fértiles, y es esperma de ratón, no esperma humano, se unen a la zona híbrido. Las posibles interpretaciones de este experimento son que, o bien no es ZP3 de la proteína a que se unen el esperma o ZP3 es la unión del esperma-proteínas, pero ZP3 humana recibe glicosilación "tipo ratón" en el ovario de ratón (6). Una profunda comprensión de la función de ZP3 unida a O hidratos...