Molekulární podstata selekce spermií v rámci pohlavního traktu samic savců

Abstract

Internal fertilization is typical for all mammals. The male transfers sperm cells into the female reproductive tract, where usually one of them reach the oocyte and fertilize it. The female reproductive tract must be adapted to provide a suitable environment for the sperm cells to survive until fertilization. On the other hand, it must also be able to select developmentally competent sperm cells and prevent others to get into the close contact with the oocyte. Physical and molecular mutual communication of sperm cells with the female reproductive tract is ensured by sperm surface molecules and the receptors of the female epithelia lining. It appears that these interactions are required for key transformations, both on the sperm surface and in the cells of the female reproductive tract, where gene expression is affected. As a result of these changes, the most suitable sperm cell with all the required characteristics is allowed to fertilize the matured oocyte.

Pro všechny savce je typické vnitřní oplození. Samec přenese spermie do samičího reprodukčního traktu. Ty se následně musí dostat až k oocytu, který zpravidla jedna z nich oplodní. Samičí reprodukční trakt tak musí být uzpůsoben k tomu, aby spermiím zajistil vhodné prostředí pro přežití do okamžiku fertilizace, ale zároveň musí být schopen zajistit selekci vývojově kompetentních spermií, které se nakonec dostanou do blízkosti oocytu a ostatním v tomto kroku zabránit. Aby docházelo k jisté komunikaci mezi spermiemi a pohlavním traktem samic, interagují spolu povrchové molekuly spermií a receptory epitelů vystýlající samičí pohlavní trakt na dvou úrovních: fyzické a molekulární. Ukazuje se, že právě tyto interakce jsou nutné ke klíčovým přeměnám, jak na povrchu spermie, tak i v buňkách samičího reprodukčního traktu, kde dochází k ovlivnění genové exprese. V důsledku těchto změn je k oplození vajíčka vybrána vhodná spermie se všemi požadovanými vlastnostmi umožňujícími fyziologický průběh fertilizace.