Des scientifiques de l’Université de Tolède ont découvert un nouveau mouvement dans le sperme qui offre des voies innovantes pour le diagnostic et les stratégies thérapeutiques de l’infertilité masculine.
La recherche publiée dans Communication Nature constate que le centriole atypique dans le cou du sperme agit comme un système de transmission qui contrôle les contractions dans la tête du sperme, synchronisant mécaniquement le mouvement de la queue du sperme avec le nouveau mouvement de la tête.
Le centriole a historiquement été considéré comme une structure rigide qui agit comme un amortisseur.
Nous pensons que le centriole atypique dans le cou du sperme est une innovation évolutive dont la fonction est de faire mieux bouger votre sperme. Le succès de la reproduction dépend de la capacité des spermatozoïdes à traverser les barrières de l’appareil reproducteur féminin tout en surpassant leurs rivaux pour féconder l’ovule. »
Dr. Tomer Avidor-Reiss, professeur de sciences biologiques, UToledo College of Natural Sciences and Mathematics
L’étude menée par Ph.D. le candidat Sushil Khanal s’appuie sur la précédente découverte révolutionnaire du laboratoire dans le sperme humain qui a changé le dogme de la biologie de la reproduction : un père donne non pas un mais deux centrioles à travers le sperme pendant la fécondation, et la structure du sperme nouvellement découverte appelée centriole atypique peut contribuer à l’infertilité, fausses couches et malformations congénitales.
« Ensemble, ces études appellent à une révision de notre compréhension des centrioles des spermatozoïdes à la fois dans le mouvement des spermatozoïdes et dans l’embryon précoce », a déclaré Avidor-Reiss.
Avidor-Reiss pense que cette découverte peut ouvrir la porte à de nouvelles possibilités pour aider les familles à comprendre pourquoi elles peuvent avoir du mal à tomber enceinte.
Si la tête et la queue du spermatozoïde ne bougent pas ensemble, le spermatozoïde ne se déplacera pas assez efficacement pour atteindre l’ovule.
« Si le centriole est défectueux, ce couplage entre la queue et la tête du sperme va être défectueux », a déclaré Avidor-Reiss. « Chez un patient, lorsque nous ne savons pas ce qui ne va pas, nous pouvons potentiellement examiner la façon dont la queue du sperme se déplace et la désosser pour déterminer la fonctionnalité du centriole afin de déterminer l’infertilité du couple. »
Il a également déclaré que la découverte de ce mouvement pourrait être utilisée à l’avenir pour prédire quels spermatozoïdes ont un bon centriole qui peut soutenir la vie.
« Pour le moment, les gens ne savent pas quoi réparer », a déclaré Avidor-Reiss. « Nous pouvons identifier le problème. Cette connaissance nous permet d’identifier un sous-groupe d’hommes infertiles qui n’a pas été révélé auparavant. »
La nouvelle recherche montre que dans le sperme des mammifères, il existe une cascade de formations de glissement internes dans le centriole distal atypique du cou, le centriole proximal typique et le matériau environnant qui relie les battements de la queue à la torsion asymétrique de la tête.
À l’aide d’un microscope à immunofluorescence STORM dans le centre d’instrumentation UToledo, les chercheurs ont pu montrer les côtés gauche et droit du centriole atypique se déplacer d’environ 300 nanomètres l’un par rapport à l’autre. Bien qu’il s’agisse d’un petit nombre, il marque un mouvement spectaculaire dans une cellule étant donné que le diamètre moyen des protéines est de cinq nanomètres.
doctorat L’étudiant Luke Achinger, récemment diplômé de l’UToledo avec un baccalauréat en biologie, a chanté de la basse dans le premier ensemble choral de l’Université en tant qu’étudiant de premier cycle et a écrit des paroles sur la nouvelle découverte de son laboratoire, expliquant comment le nouveau mouvement fonctionne dans une chanson intitulée « Twitch, Roll et Yaw. »
« Nous aimons promouvoir la science et l’art, et dans ce cas, nous montrons que le sperme bat à l’unité. La tête du sperme n’est pas isolée de la queue. Le cou comprenant les centrioles atypiques et typiques peut agir comme un ordinateur morphologique , ou cerveau du sperme, qui coordonne le mouvement des spermatozoïdes », a déclaré Avidor-Reiss.
« La chanson est un moyen créatif de comprendre un grand changement. Le centriole a toujours été le même au cours du dernier milliard d’années. C’est l’une des structures les plus conservatrices de la cellule. Nous avons trouvé quelque chose de différent qui fonctionne de manière opposée, évoluant à partir d’un choc absorbeur à un système de transmission. »
La source:
Référence de la revue :
Khanal, S., et al. (2021) Un complexe basal dynamique module le mouvement des spermatozoïdes des mammifères. Communications naturelles. doi.org/10.1038/s41467-021-24011-0.
