Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib
Redaktorların qeydləri
GIST
Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin
Bədii təsvirdə Arbacia punctulata növünə aid dəniz kirpilərinin suya sperma (ağ bulud) və yumurta (narıncı bulud) buraxması göstərilir. Yumurtanın buraxdığı feromonlar kürütökmənin sinxronluğunu idarə edir. Müəllif: Dr. Rene Paskal, Maks Plank Davranış Neyrobiologiyası İnstitutu
Maks Plank Çoxsahəli Elmlər İnstitutu və Bonn Universiteti tərəfindən aparılan bir araşdırma göstərib ki, pH dəyəri dəniz kirpiləri və qızılbalıqlarda sperma hərəkətliliyi üçün çox vacibdir. pH-ın artması cAMP xəbərçi maddəsini istehsal edən və bununla da sperma hərəkətliliyini tənzimləyən adenilil siklaza (sAC) fermentini aktivləşdirir. Bu mexanizm bir çox dəniz onurğasızları və balıqları arasında geniş yayılmış ola bilər. Tədqiqatçıların tapıntıları artıq Milli Elmlər Akademiyasının materiallarında dərc olunub .

Boşalmadan sonra spermanın yumurtaya yol tapması üçün geniş molekulyar siqnal arsenalı tələb olunur. Belə siqnallardan biri də bu prosesdə mərkəzi rol oynayan cAMP adlanan kiçik bir hüceyrə xəbərçisi maddəsidir. Bunsuz sperma sözün əsl mənasında yoldan çıxır.

cAMP, spermanın quyruğunun üzgüçülük zamanı ayaqların təpiklənməsinə bənzər şəkildə ritmik şəkildə döyünməsinə səbəb olur və beləliklə, onları irəli itələyir. Lakin quyruq təkcə motor deyil, həm də üzgüçülük istiqamətini idarə edən sükan rolunu oynayır. Sperma, quyruqlarındakı reseptorlar adlanan xüsusi sensorların köməyi ilə “hiss etdikləri” attraktantlar vasitəsilə yumurtaya yol tapır. cAMP olmadan sperma hərəkət edə bilmir və bu da insanlarda və heyvanlarda sonsuzluğa səbəb olur.

Universal, yoxsa spesifik?
Spermada cAMP həll olan adenilil siklaza (sAC) adlanan ferment tərəfindən istehsal olunur. İnsanlar da daxil olmaqla, məməlilərdə sAC sperma və uşaqlıq borularında yüksək konsentrasiyalı bikarbonat (HCO3-) ilə aktivləşir . Bu mexanizmin mərcanlardan tutmuş insanlara qədər heyvanlar aləmində universal olduğu güman edilirdi. Lakin, Benjamin Kaupp və Olivia Kendallın rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar dəniz kirpiləri və balıqlar üzərində aparılan tədqiqatlarda aşkar etdikləri kimi, bikarbonat tərəfindən ferment aktivləşməsi məməlilər üçün daha spesifik ola bilər.

tənzimləyici kimi pH dəyəri
Dəniz kirpiləri dəniz dibində yaşayan tikanlı dəniz heyvanlarıdır. Onlar kütləvi kürütökmə kimi tanınan bir prosesdə sperma və yumurtaları açıq suya buraxaraq cinsi yolla çoxalırlar. “Dəniz kirpisinin spermasında və ümumiyyətlə balıq kimi xarici mayalanma ilə dəniz orqanizmlərində bikarbonat tərəfindən sAC tənzimlənməsi buna görə də inandırıcı deyil, çünki dəniz suyundakı konsentrasiya məməli spermasından 10 dəfəyə qədər aşağıdır”, – deyə Maks Plank İnstitutunun (MPI) Çoxsahəli Elmlər üzrə fəxri direktoru və Bonn Universitetinin baş professoru Kaupp izah edir.

“Bizim üçün sual belə idi: Əgər bikarbonat sAC-ı tənzimləmirsə və cAMP konsentrasiyasının artmasına səbəb olmursa, başqa nə təsir göstərir?”

Kaupp və Kendall Münster Universitetinin Reproduktiv Tibb və Andrologiya Mərkəzi, Berlin Texniki Universiteti və Bonndakı Davranış Neyrobiologiyası üzrə MPI tədqiqatçıları ilə əməkdaşlıqda kəşf etdikləri kimi, dəniz kirpisi spermasındakı sAC pH sensorudur: Ferment birbaşa pH dəyəri ilə idarə olunur.

Daha yüksək pH dəyəri səbəbindən daha uyğun sperma
Bonn Universitetinin doktorantı və məqalənin ilk müəllifi Olivia Kendall bildirir ki, “Sperma xayalarda tamamilə hərəkətsizdir. Boşalmadan sonra onlar hərəkətli olurlar. Əvvəlcə pH dəyəri yüksəlir və spermanın daxili hissəsi daha qələvi olur. Bu, sAC-ı aktivləşdirir və cAMP konsentrasiyasını artırır. Spermanı yumurtaya yönəldən attraktorlar daha sonra pH-da ikinci bir artıma səbəb olur. Bu, sAC-ın daha da aktivləşməsinə və cAMP konsentrasiyasında daha bir artıma səbəb olur”.

cAMP iki əsas vəzifəni yerinə yetirir
Kauppın komandasının yeni tapıntıları spermada cAMP-ın mesajlaşma funksiyasının əhəmiyyətini vurğulayır və aydınlaşdırır. Əvvəlki tədqiqatlarda qrup artıq cAMP-ın dəniz kirpisi spermasında kardiostimulyator ion kanallarını aktivləşdirdiyini nümayiş etdirmişdi. Bu kanallar təkamüldə geniş yayılmışdır və bir çox toxumalarda tapılır.

Məsələn, ürəkdə onlar ritmik elektrik həyəcanını idarə edirlər. Kardiostimulyator ion kanalları həmçinin spermanın ritmik üzmə hərəkətini “vaxtla” təyin edir. Bu, spermanı yumurtaya doğru yönəldən attraktantların konsentrasiyasının yüksəlməsi və azalması ilə tənzimlənir. Kimyəvi maddələrə cavab olaraq bu istiqamətli hərəkət kemotaksis adlanır.

“Qısaca desək, hazırkı və əvvəlki nəticələrimiz göstərir ki, cAMP iki əsas vəzifəni yerinə yetirir: Həm hərəkətliliyi başladır, həm də kemotaktik siqnal yolunda mühüm rol oynayır”, Kaupp izah edir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

e-poçt
Balıqlarda pH sensoru kimi sAC
Tədqiqatçıların balıqlarla apardıqları təcrübələrdə nümayiş etdirdikləri kimi, sAC-ın pH sensoru kimi funksiyası yalnız dəniz kirpiləri ilə məhdudlaşmır. Qızılbalıq spermasında daha yüksək pH dəyəri cAMP səviyyəsinin artmasına da səbəb olur. Komanda həmçinin dəniz kirpiləri və qızılbalıqdan alınan sAC-ın məməli fermentində olan və bikarbonata reaksiyanı vasitəçilik edən iki vacib amin turşusunun olmadığını nümayiş etdirdi. Bu nəticələr göstərir ki, pH tənzimlənməsi dəniz onurğasızlarında və balıqlarda geniş yayılmışdır.

Bəs təbiətdə niyə iki belə fundamental fərqli tənzimləmə mexanizmi mövcuddur? Əsas məsələ suda bikarbonatın az olmasıdır. “SAC-ın pH və ya hidrogen karbonat tərəfindən tənzimlənməsi, hidrogen karbonatın az və ya çox olduğu mühitlərə uyğunlaşmanı təmsil edir”, Kauppın komandasında keçmiş doktorantura tələbəsi və hazırda Münster Universitetində tədqiqatçı olan Kai Korsching deyir.

Reproduksiya risk altındadır?
Tədqiqatın yeni tapıntıları iqlim böhranı baxımından da aktualdır. Dəniz orqanizmlərindəki sAC pH tərəfindən idarə olunduğundan, iqlim dəyişikliyi onlara zərər verə bilər. Kendall deyir ki, ” İqlim dəyişikliyi və havada karbon qazı səviyyəsinin artması nəticəsində göllərin və okeanların turşulaşması bu növlərin reproduktiv uğuruna təsir göstərə bilər”.

Nəşr detalları
Olivia Kendall və digərləri, Məməli olmayan spermada həll olan adenilil siklaza birbaşa pH ilə idarə olunur, HCO3− və ya Ca2+ ilə deyil , Milli Elmlər Akademiyasının materialları ( 2026). DOI: 10.1073/pnas.2505026123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları

Əsas anlayışlar
okean turşulaşmasıechinodermlər
Bonn Universiteti tərəfindən təmin edilir