Une fois que l’ovule a été fécondé par un spermatozoïde, l’enveloppe de l’ovule qui l’entoure se resserre, empêchant mécaniquement l’entrée de spermatozoïdes supplémentaires et la mort de l’embryon qui s’ensuit. C’est ce que révèle une nouvelle étude menée par des chercheurs du Karolinska Institutet et publié dans la revue Cellule. Le travail explique également comment des mutations dans les protéines de l’enveloppe de l’œuf peuvent provoquer l’infertilité féminine et éventuellement conduire à de nouvelles méthodes contraceptives.
La fécondation chez les mammifères commence lorsqu’un spermatozoïde s’attache à l’enveloppe de l’œuf, une enveloppe extracellulaire filamenteuse que les spermatozoïdes doivent pénétrer pour fusionner avec l’ovule. Aujourd’hui, une équipe internationale de chercheurs a cartographié en détail la structure et la fonction de la protéine ZP2, un composant du filament de l’enveloppe de l’œuf qui joue un rôle clé dans la régulation de la manière dont l’ovule et le sperme interagissent les uns avec les autres lors de la fécondation.
« On savait que ZP2 est clivé après l’entrée du premier spermatozoïde dans l’ovule, et nous expliquons comment cet événement rend l’enveloppe de l’ovule plus dure et imperméable aux autres spermatozoïdes », explique Luca Jovine, professeur au département de biosciences et de nutrition du Karolinska Institutet. , qui a dirigé l’étude. « Cela empêche la polyspermie, la fusion de plusieurs spermatozoïdes avec un seul ovule, qui est une condition mortelle pour l’embryon. »
Les modifications de la coque de l’œuf après la fécondation sont également cruciales pour la fertilité féminine en assurant la protection de l’embryon en développement jusqu’à son implantation dans l’utérus. Les nouvelles connaissances pourraient donc avoir des implications pour le développement de contraceptifs non hormonaux qui interfèrent avec la formation de la coque de l’œuf. De plus, l’étude explique les formes d’infertilité féminine associées à la coque des œufs.
« Des mutations dans les gènes codant pour les protéines de l’enveloppe de l’œuf peuvent provoquer l’infertilité féminine, et de telles mutations sont de plus en plus découvertes », explique Luca Jovine. « Nous espérons que notre étude contribuera au diagnostic de l’infertilité féminine et, éventuellement, à la prévention des grossesses non désirées. »
Surtout, l’étude montre également qu’une partie de ZP2 que l’on pensait auparavant agir comme un récepteur pour les spermatozoïdes n’est pas nécessaire pour que les spermatozoïdes se fixent à l’ovule. Cela soulève la question de savoir quel est le véritable récepteur des spermatozoïdes sur l’enveloppe de l’œuf, question que les chercheurs envisagent d’étudier plus en profondeur.
Les chercheurs ont combiné la cristallographie aux rayons X et la cryo-EM pour étudier la structure 3D des protéines de l’enveloppe de l’œuf. L’interaction entre les spermatozoïdes et les ovules porteurs de mutations dans la protéine ZP2 a été étudiée fonctionnellement chez la souris, tandis que le programme d’IA AlphaFold a été utilisé pour prédire la structure de la coque de l’œuf chez l’homme.
Plus d’information:
Le clivage ZP2 bloque la polyspermie en modulant l’architecture de la coque de l’œuf, Cellule (2024). DOI : 10.1016/j.cell.2024.02.013. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00179-X