Literalmente, surge una nueva vida, al menos bajo el microscopio de fluorescencia. En el momento en que los espermatozoides tocan el óvulo, miles de millones de átomos de zinc se encienden en sus superficies ahora unidas.
Este espectacular pero minúsculo fenómeno se vio por primera vez en la fertilización humana en 2016.
“Fue extraordinario”, dijo en ese momento la investigadora médica Teresa Woodruff de la Universidad Northwestern. “Descubrimos la chispa de zinc hace apenas cinco años en el ratón, y ver cómo el zinc se irradia en un estallido de cada huevo humano fue impresionante”. (Woodruff ahora está en la Universidad Estatal de Michigan).
Ahora los investigadores han descubierto que esta química de la concepción puede ser una característica conservada de la fertilización en vertebrados o animales con columna vertebral.
El espectacular destello de fertilización en óvulos humanos. (Northwestern University)
Así como en humanos y ratones (Músculo de ratón), estos fuegos artificiales de zinc se han observado en fertilizados macaco
A medida que el zinc explota a través de un huevo en estudio, se une a las etiquetas moleculares en una reacción que hace que emitan fluorescencia en un destello de luz ardiente bajo un microscopio de fluorescencia (como se ve arriba).
El bioquímico del noroeste John Seeler y sus colegas optaron por observar estas chispas bioquímicas en la rana de garras africana debido a su tamaño y abundancia.
“El diámetro de Xenopus huevos es 15 veces mayor que los huevos de ratón, lo que permite un estudio más profundo de la dinámica del flujo de zinc “, dijo el equipo escribió en su periódico.
Un engendro de ranas. (Fotografía de Bryan Garnett / Moment / Getty Images)
Utilizando una poderosa tecnología de imágenes como la microscopía de fluorescencia de rayos X y la microscopía electrónica, el equipo interdisciplinario pudo ver cómo los huevos almacenaban zinc en compartimentos de almacenamiento microscópicos a lo largo de su superficie. Midieron que estas vesículas de almacenamiento tienen 10 veces el zinc que se encuentra en el resto del huevo, listas para explotar en respuesta a la fertilización.
Los investigadores también detectaron una gran liberación de manganeso junto con el zinc en los huevos de rana, que no se ha visto en ninguno de los otros animales. Ahora esperan controlar los niveles de manganeso en ratones.
“A menudo pensamos en los genes como factores reguladores clave, pero nuestro trabajo ha demostrado que los átomos como el zinc y el manganeso son fundamentales para los primeros pasos en el desarrollo después de la fertilización”. dicho Woodruff sobre el nuevo estudio.
Explosión detallada de chispas de zinc durante la fertilización en un óvulo humano. (Northwestern University)
La investigación en ratones indica que el zinc fluctuante tiene varios propósitos. Subrujas el ciclo celular en el huevo desde meiótico, que involucra la división celular que da como resultado células sexuales con solo la mitad de un juego de cromosomas, hasta mitótico, que produce células con un juego completo de cromosomas. Esto permite que el óvulo comience a convertirse en un embrión.
El zinc también crea un bloqueo fisiológico. para detener otros espermatozoides de unirse a la fiesta. Lo mismo parece ser cierto para el manganeso, ya que Seeler y su equipo mostraron que ambos elementos inhiben la fertilización cuando están alrededor del huevo.
El tamaño de las chispas de zinc también revela la calidad del embrión resultante, un indicador increíblemente útil para la fertilización in vitro (FIV).
“Este trabajo puede ayudar a informar nuestra comprensión de la interacción del estado de zinc en la dieta y la fertilidad humana”. dicho Thomas O’Halloran, biólogo molecular de la Universidad Estatal de Michigan. “[It supports] una imagen emergente de que las células utilizan metales de transición para regular algunas de las primeras decisiones en la vida de un organismo “.
Su investigación fue publicada en Química de la naturaleza.
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