spermatozoi scaled

La nuova scoperta, avvenuta grazie alla tecnica di microscopia, potrebbe essere importante per la motilità degli spermatozoi e la fertilità maschile. Una nuova e finora mai osservata struttura a forma di elica è stata scoperta nel flagello degli spermatozoi grazie alla tecnica di microscopia che di recente ha vinto il Nobel.

Gli spermatozoi sono tra le cellule più studiate del corpo umano, e sorprende che possano avere ancora segreti: eppure, utilizzando una tecnica di microscopia elettronica che permette di vedere le strutture nanometriche fino al dettaglio di una singola proteina, un gruppo di ricercatori ha scoperto una struttura a elica finora sconosciuta, sul limitare della coda (flagello) di questi nuotatori. Non è ancora chiaro a che cosa possa servire, ma potrebbe spiegare perché alcuni spermatozoi sembrino spostarsi in modo più efficiente di altri.

Tecnica di microscopia e premio Nobel

I ricercatori delle Università di Gothemburg (in Svezia) e del Colorado (USA) hanno utilizzato una tecnica di imaging chiamata tomografia crioelettronica, un’applicazione della microscopia crioelettronica – premiata nel 2017 con il Nobel per la Chimica:  che consente di ottenere e osservare ricostruzioni tridimensionali di strutture nanometriche. Le cellule vengono analizzate mentre si trovano congelate nel ghiaccio e senza l’aggiunta di sostanze chimiche che possano oscurarne alcune strutture. È stato così possibile osservare meglio il flagello, la macchina complessa, formata da migliaia di proteine-mattoncino, chiamate tubuline, che permette la locomozione degli spermatozoi. Johanna Höög, autrice principale dello studio pubblicato sulla rivista Scientific Reports, ha dichiarato: “Poiché le cellule sono rappresentate congelate nel ghiaccio, senza l’aggiunta di sostanze chimiche che potrebbero oscurare le strutture cellulari più piccole, è possibile osservare anche le singole proteine all’interno della cellula”. Le tubuline sono organizzate in lunghe strutture, i microtubuli, sulle quali si trovano le proteine motrici, il “motore” dei flagelli. Avanzando tra un microtubulo e l’altro, queste “tirano” la coda e le permettono di piegarsi e distendersi: di fatto, di nuotare.

MOLLA NANOMETRICA. Analizzando la prima ricostruzione tridimensionale della parte terminale del flagello, gli scienziati hanno notato una strana struttura a spirale partire dall’estremità della coda ed estendersi per un decimo della sua lunghezza. Non è chiaro quale sia il compito della strana configurazione a turacciolo, mai osservata finora, ma un’ipotesi è che impedisca ai microtubuli di deformarsi come tenderebbero a fare e concentri invece tutta la spinta creata dalle proteine sulla locomozione, affinché si nuoti verso la meta.

Uno degli autori dello studio, Davide Zabeo dell’Università di Göteborg, ha dichiarato: “Riteniamo che questa elica possa agire come un tappo all’interno dei microtubuli, impedendo loro di crescere e restringersi come farebbero normalmente, e consentire invece all’energia dello sperma di focalizzarsi sulla mobilitazione veloce verso l’ovulo”.

 

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