По словам ученых, открытие может помочь врачам выбрать лучшие яйцеклетки для переноса во время экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).
Это первый раз, когда искры цинка были зарегистрированы в человеческом яйце.
«Это означает, что если вы сможете взглянуть на цинковую искру во время оплодотворения, вы сразу узнаете, какие яйца лучше всего переносить при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО)», — сказала Тереза Вудрафф, один из двух старших авторов исследования, и эксперт по биологии яичников в Северо-Западном. "Это способ сортировки яиц таким способом, который мы никогда раньше не могли оценить."
Вудрафф — это Томас Дж. Мемориал Уоткинса, профессор акушерства и гинекологии Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета и директор Центра репродуктивных наук Северо-Западного университета.
Ученые активировали яйцеклетку, введя в нее фермент спермы, который вызывает увеличение содержания кальция в яйце и высвобождение цинка из яйца. (Яйца в исследовании не были оплодотворены реальной спермой, потому что это запрещено в исследованиях на людях в соответствии с федеральным законом.)
"Это было замечательно", — сказал Вудрафф. «Всего пять лет назад мы обнаружили цинковую искру у мыши, и увидеть, как цинк испускается взрывом из каждого человеческого яйца, было захватывающе.
"Вся биология начинается во время оплодотворения, но мы почти ничего не знаем о событиях, которые происходят в человеческом организме.
Это открытие потребовало уникального партнерства между биологами и химиками и нефедеральных долларов для поддержки исследования », — сказала она.
Исследование будет опубликовано 26 апреля в Scientific Reports.
Когда цинк высвобождается из яйца, он связывается с зондами с небольшими молекулами, которые излучают свет в экспериментах по флуоресцентной микроскопии. Таким образом, за быстрым высвобождением цинка можно наблюдать вспышку света, которая появляется как искра.
«Эти исследования флуоресцентной микроскопии устанавливают, что искра цинка возникает в биологии человеческого яйца, и это можно наблюдать за пределами клетки», — сказал Том О’Халлоран, соавтор.
О’Халлоран — Чарльз Э. и Эмма Х. Моррисон, профессор химии в Вайнбергском колледже искусств и наук и директор Северо-западного института химии жизненных процессов.
Яйца разделяют и распределяют цинк, чтобы контролировать развитие здорового эмбриона. За последние шесть лет эта команда показала, что цинк контролирует решение вырасти и превратиться в совершенно новый генетический организм.
«Это важное открытие, потому что оно может дать нам неинвазивный и легко видимый способ оценки состояния яйца и, в конечном итоге, эмбриона перед имплантацией», — сказал соавтор доктор Др.
Ева Файнберг, которая заботилась о пациентах, которые предоставили яйца для фундаментального научного исследования, и сотрудничала с исследовательской группой.
Файнберг станет доцентом кафедры акушерства и гинекологии в Feinberg и с 1 июля будет руководить амбулаторной медицинской помощью отделения репродуктивной и репродуктивной медицины Northwestern Medicine. Файнберг в настоящее время работает врачом в Центрах фертильности штата Иллинойс (FCI).
«В настоящее время нет доступных инструментов, которые могли бы сказать нам, хорошее ли это яйцо», — сказал Файнберг. "Часто мы не знаем, действительно ли яйцеклетка или эмбрион жизнеспособны, пока не увидим, наступит ли беременность. Вот почему это так преображает. Если у нас есть возможность заранее увидеть, что является хорошей яйцеклеткой, а что нет, это поможет нам узнать, какой эмбрион перенести, избежать сильных душевных болей и намного быстрее достичь беременности."
Первый автор Франческа Дункан сделала открытие человеческой искры цинка. «Теперь мы знаем, что высвобождение цинка во время оплодотворения — это законсервированное явление, которое поможет нам решить один из самых серьезных вопросов, оставшихся без ответа в репродуктивной медицине — что делает яйцо хорошим?"Дункан сказал.
Дункан была доцентом-исследователем в области акушерства и гинекологии в Файнберге, когда сделала открытие, и 1 августа она станет исполнительным директором Северо-Западного центра репродуктивной науки.
В настоящее время она работает доцентом в Медицинском центре Канзасского университета. Эмили Ку и Нань Чжан — соавторы.
В сопутствующей статье, опубликованной в Scientific Reports 18 марта, цинковая искра показана именно тогда, когда сперматозоид входит в яйцеклетку мыши. Это открытие сделал Чжан, научный сотрудник Северо-Западного университета.
Чжан сказал, что мало что известно о событиях, происходящих во время оплодотворения, потому что трудно определить точное время входа спермы.