Podélný pohled na vlákno, která jsou součástí  akrozomu. Sousední monomery jsou počítačově obarveny. Takto jsme proteinovou strukturu vlákna znali již dříve. Kredit: Heping Zheng, University of Virginia School of Medicine.

Akrozom

Neodborně se mu říká čepička a pokrývá hlavičku spermie. Odborníci mu říkají organela, protože  obsahuje enzymy. Štěpí glykoproteinový obal oocytu – zonu pellucidu. Na školách všech typů se učí, že na akrozomu a jeho enzymech závisí, zda se spermii podaří prodrat se obalem vajíčka a spustit zázrak, kterému říkáme oplodnění a vznik nového života.

Rentgenové paprsky na příčném řezu odhalily, že vlákna SLLP1 jsou dutá a připomínají trubičku s centrálním otvorem, jejíž konec je zakončen hrotem, který nejspíš plní kotvící funkci. Kredit: Heping Zheng, University of Virginia School of Medicine

Akrozom obsahuje enzymy, hodně enzymů (Z proteáz například akrosin. Pepsidázu podobnpu kolagenáze, pepsidázu podobna katepsinu. Glykosidázy, hyaluronidázu, neuraminidázu, acetylglukosaminidázu. Řadu fosfolipáz,..). 
Akrozom ale kromě enzymů obsahuje také protein, kterému vědci říkají SLLP1 (sperm lysozyme-like protein ) což v překladu zní: „spermiový lysozymu podobný protein“. Ví se to už několik let, ale velký význam tomu nikdo nepřikládal. Vědělo se i to, že protein vytváří vlákna. Dosud ale chyběl způsob, jak zjistit jejich podobu.

Až nyní

Ze spolupráce dvou laboratoří se podařilo proteinový krystal zmrazit tekutým dusíkem. A to tak rychle, že jeho molekula neměla čas degradovat. Pak už jen stačilo posvítit si na vlákno proteinu rentgenovým paprskem a pomocí počítačového programu odvodit jeho strukturu.

Metodou vzdáleně připomínající sonarové zkoumání reliéfu mořského dna, se laboratořím vedených pány, jejichž příjmení jsou Herr a Minor (což se dá přeložit jako duo: „Pan", "Bezvýznamný“), podařil počin nadmíru významný. Odvodili jednu z devíti dosud známých struktur savčích akrozomových proteinů.

Tak se oplození v učebnicích maluje v knihách a učí na školách - jako idylický průnik spermie do vajíčka usnadněný činností enzymu.

Tvar, jaký protein zaujímá v živé buňce s hrotem na konci, dává tušit, že si ho spermie na čelo své hlavičky nedávají jen tak zbůhdarma. Nejspíš vědci přišli na něco, co spermiím usnadňuje pevně se na povrchu vejce přichytit. Jakoby příroda zase o něco dříve už udělala to, co nedávno vymysleli kosmičtí inženýři a co mělo modul Philae přidržet na kometě. Nevymysleli to dobře a tak výsledkem bylo poskakování modulu a krach celé expedice.

Heping Zheng, první autor publikace, dostal přezdívku „harpunář“. Kredit: University of Virginia

Ani spermie si nemůže dovolit skákat po povrchu vajíčka a plýtvat hydrolytickým enzymem, jehož omezená zásoba má usnadnit hladký prostup zonou pellucidou. Zatím je to jen hypotéza, ale spolehlivě už víme, že molekuly proteinu v hlavičce spermie jsou vybavené hrotem připomínajícím harpunu. Pokud se potvrdí, že to kotvící funkci také skutečně má, budeme si muset náš pohled na oplození poopravit. Zázrak vzniku nového života by pak nezačínal jemným enzymatickým rozvolňováním obalu vajíčka, ale hrubou silou provázenou zákrokem molekul SLLP1. Spíš by to odpovídalo obrazu domácího násilí s láskou vyznávanou harpunami. Porucha této brutality by pak byla příčinou mužských neplodností.


VIDEO: Inženýři se letos přesvědčili, že když selžou harpuny, je všechno ostatní k ničemu.

Literatura
Zheng H, Mandal A, Shumilin IA, Chordia MD, Panneerdoss S, Herr JC, Minor W.: „Sperm Lysozyme-Like Protein 1 (SLLP1), an intra-acrosomal oolemmal-binding sperm protein, reveals filamentous organization in protein crystal form“, Andrology 3(4): 756-71 2015  University of Virginia