Des chercheurs de la Michigan State University ont découvert que la gouttelette cytoplasmique présente dans le sperme est essentielle au stockage des protéines vitales pour la fertilité, contrôlées par un système de transport de protéines influencé par le gène SYPL1. Cette avancée pourrait avoir des implications significatives pour la recherche et le contrôle de la fertilité.
Des chercheurs de la Michigan State University ont résolu l’énigme d’une structure de sperme moins bien comprise connue sous le nom de gouttelette cytoplasmique (CD). La CD, caractérisée par un cytoplasme élargi – une substance visqueuse et gélatineuse encapsulée par une membrane cellulaire – est située près de la tête du spermatozoïde, plus précisément au niveau de son cou. Ce phénomène est observé chez tous les mammifères, y compris les humains. Ce nouveau modèle génétique est le premier du genre.
Bien qu’elle ait été découverte il y a plus de 100 ans, on ne sait pas exactement comment se forme la CD et quelle est sa fonction en raison du manque d’outils moléculaires et génétiques pour l’étudier.
Les scientifiques l’ont souvent ignoré, mais cela ne peut plus être ignoré, a déclaré Chen Chen, professeur agrégé au Département des sciences animales et au programme des sciences de la reproduction et du développement du Collège d’agriculture et des ressources naturelles de MSU.
« Notre nouvelle étude utilisant des souris montre que la CD est en effet un organite en formation active, spécialement conçu pour réguler la maturation et la fertilité des spermatozoïdes », a déclaré Chen. « Il agit comme une « salle de stockage » pour emballer les protéines essentielles nécessaires au fonctionnement des spermatozoïdes avant leur long voyage pour atteindre l’ovule. C’est comme faire ses valises pour un voyage à Mars – le vaisseau spatial doit charger tout ce dont il a besoin pour le voyage avant de quitter la Terre.
Le rôle du gène SYPL1 dans la formation de CD
Chen et son équipe de recherche ont découvert un nouveau système de transport de protéines au sein du sperme en développement qui transporte activement les protéines essentielles via de petites vésicules membranaires vers le CD – la salle de stockage des spermatozoïdes. Ce processus est contrôlé par un gène appelé SYPL1. La protéine SYPL1 réside sur ces vésicules membranaires et joue un rôle central en les dirigeant vers le CD. Vous pouvez considérer ces vésicules comme des camions de marchandises livrant des cargaisons de protéines à la salle de stockage du sperme, a déclaré Chen.
Chen a noté que lorsque le gène SYPL1 est supprimé chez la souris, ce système de transport de protéines s’effondre et les enzymes métaboliques critiques et les protéines essentielles ne parviennent pas à être expédiées vers le CD, ce qui donne lieu à un CD vide et dépourvu de vésicules – quelque chose qu’il n’avait jamais vu auparavant. Par conséquent, sans contenu majeur en CD, les spermatozoïdes mutants perdent leur motilité et leur capacité à faire face aux changements osmotiques : ils se plient, conduisant à l’infertilité.
« Je crois que cette étude représente une avancée majeure dans la compréhension de la formation des CD et de leur fonction potentielle », a déclaré Chen. « Au niveau cellulaire, cela nous aide à réaliser qu’il existe un système spécialisé de transport de protéines qui transporte activement la cargaison vers le CD pour une utilisation future par les spermatozoïdes pour leur voyage vers l’ovule.
« Fondamentalement, cette découverte va changer les idées fausses que l’on a sur cette mystérieuse structure du sperme. Cela ouvrira de nouvelles voies de recherche sur le CD en tant que biomarqueur de la fertilité chez l’homme et l’animal et, éventuellement, sur le ciblage de cette nouvelle voie de contrôle de la fertilité.
