juli 30, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Biologisk fyrverkeri utløst av gjødsling er minst 300 millioner år gammelt

Biologisk fyrverkeri utløst av gjødsling er minst 300 millioner år gammelt

Bokstavelig talt dukker det opp et nytt liv, i det minste under fluorescensmikroskopet. Når sædcellen berører egget, antennes milliarder sinkatomer på de nå festede overflatene.

Dette spektakulære, men minimale fenomenet ble først sett i menneskelig befruktning i 2016.

“Det var ekstraordinært,” sa Northwestern University medisinsk forsker Teresa Woodruff på den tiden. “Vi oppdaget sinkgnisten for bare fem år siden i musen, og det var imponerende å se hvordan sink utstråler i ett utbrudd fra hvert menneskeegg.” (Woodruff er nå ved Michigan State University.)

Nå har forskere oppdaget at denne befruktningskjemien kan være et bevart trekk ved befruktning hos virveldyr eller dyr med ryggrader.

Den spektakulære flashen av befruktning i menneskelige eggløsninger. (Northwestern University)

Så vel som hos mennesker og mus (Musmuskel), har disse sinkfyrverkeriene blitt observert i befruktet makak og kutaurus-sjef) egg. Og en ny studie var nettopp vitne til denne sinkeksplosjonen i den afrikanske klo frosken (Xenopus laevis) også, noe som betyr at fenomenet er minst like gammelt som da frosker og forfedrene til pattedyr skilte seg med sine evolusjonære baner, for rundt 300 millioner år siden.

Når sink eksploderer gjennom et egg som studeres, binder det seg til molekylære merker i en reaksjon som får dem til å fluorescere i et glimt av brennende lys under et fluorescensmikroskop (som vist ovenfor).

Den nordvestlige biokjemikeren John Seeler og hans kolleger valgte å observere disse biokjemiske gnistene i den afrikanske klo frosken på grunn av deres størrelse og overflod.

“Diameteren på Xenopus egg er 15 ganger større enn musegg, noe som tillater en mer grundig studie av sinkfluxdynamikk, “sa teamet. skrev i avisen sin.

READ  'Imponerende': nettbrukere reagerer etter at ISS deler bilder av jorden fra verdensrommet

Et gyte av froskerEt gyte av frosker. (Foto av Bryan Garnett / Moment / Getty Images)

Ved hjelp av kraftig bildebehandlingsteknologi som røntgenfluorescensmikroskopi og elektronmikroskopi, var det tverrfaglige teamet i stand til å se hvordan eggene lagret sink i mikroskopiske lagringsrom langs overflaten. De målte at disse lagringsvesiklene har 10 ganger sinket som finnes i resten av egget, klare til å eksplodere som svar på befruktning.

Forskerne oppdaget også en stor frigjøring av mangan sammen med sink i froskeegg, noe som ikke har blitt sett hos noen av de andre dyrene. Nå håper de å kontrollere mangannivået i mus.

“Vi tenker ofte på gener som viktige regulatoriske faktorer, men vårt arbeid har vist at atomer som sink og mangan er avgjørende for de første trinnene i utvikling etter befruktning.” ordtak Woodruff om den nye studien.

Detaljert eksplosjon av sinkgnister under befruktning i et menneskelig egg.  (Northwestern University)Detaljert eksplosjon av sinkgnister under befruktning i et menneskelig egg. (Northwestern University)

Forskning på mus indikerer at svingende sink tjener flere formål. Hanshekser cellesyklusen i egget fra meiotisk, som involverer celledeling som resulterer i kjønnsceller med bare et halvt sett med kromosomer, til mitotisk, som produserer celler med et komplett sett med kromosomer. Dette gjør at egget kan begynne å utvikle seg til et embryo.

Sink skaper også en fysiologisk blokk for å stoppe andre sædceller å bli med på festen. Det samme ser ut til å være sant for mangan, ettersom Seeler og teamet hans viste at begge elementene hemmer befruktning når de er rundt egget.

Størrelsen på sink gnister også avslører kvaliteten på det resulterende embryoet, en utrolig nyttig indikator for in vitro befruktning (IVF).

READ  Nøytronstjerner kan være større enn forventet, ledemåler foreslår | Vitenskap

“Dette arbeidet kan bidra til å informere vår forståelse av samspillet mellom sinkstatus og menneskelig fruktbarhet.” ordtak Thomas O’Halloran, en molekylærbiolog ved Michigan State University. “[It supports] et fremvoksende bilde av at overgangsmetaller brukes av celler for å regulere noen av de første beslutningene i livet til en organisme. ”

Hans forskning ble publisert i Naturkjemi.