Nya rön om nyckelprotein kopplat till infertilitet
En studie publicerad i Nature Communications belyser hur mutationer i proteinet ZP1 i äggets ytskikt kan orsaka infertilitet hos kvinnor. Proteinet kan vara en lovande kandidat till icke hormonella preventivmedel i framtiden, säger Luca Jovine, som har lett studien och är professor vid Institutionen för biovetenskaper och näringslära, Karolinska Institutet.
Vad visar er studie?
– Den viktigaste slutsatsen av studien är att proteinet ZP1 har en korsbindande funktion i den struktur av filament (trådar) som bildar äggets ytskikt. Denna korsbindning är avgörande för att det ska bildas ett stabilt hölje runt mänskliga äggceller, vilket inte är fallet hos möss. Vi har hittat det område i ZP1 som skapar korsbindningarna. Vi har även visat att dessa bindningar är flexibla och skulle kunna förändras av sockermolekyler som sitter på ZP1 och även av zinkjoner som utsöndras av den befruktade äggcellen.
På vilket sätt kan man få användning för resultaten?
– Mutationer i ZP1 har tidigare kopplats till sterilitet hos kvinnor. Våra resultat visar hur dessa mutationer orsakar primär infertilitet. Eftersom ZP1-proteinets korsbindande funktion är avgörande för människans fertilitet, ser vi också detta protein som en lovande kandidat för framtida icke hormonella preventivmetoder.
Hur genomfördes studien?
– Eftersom mänskliga äggceller är begränsade till antalet och det finns etiska restriktioner för hur de får användas, skulle det vara extremt svårt att använda mänskligt material för att hitta det område i ZP1 som skapar korsbindningar. Vi löste problemet genom att använda ZP1 från kycklingägg, som är mycket större och innehåller rikligt av proteinet, till både biokemiska och röntgenkristallografiska undersökningar. Sedan visade vi att det vi hade upptäckt om ZP1 i kyckling även gäller för människor genom att använda rekombinanta versioner av det mänskliga proteinet i däggdjursceller.
Finansiering
Arbetet, som har utförts i samarbete med professor Tsukasa Matsuda at Nagoya University (Japan), har finansierats av Karolinska Institutets forskningsstiftelser, Centrum för biovetenskaper, Centrum för innovativ medicin, Vetenskapsrådet, Göran Gustafssons stiftelse för naturvetenskaplig och medicinsk forskning, Sven och Ebba-Christina Hagbergs Stiftelse, ett stipendium för unga forskare från den europeiska molekylärbiologiska konferensen EMBO och Europeiska vetenskapsrådet inom Europeiska unionens sjunde ramprogram. Forskarna har inte anmält någon intressekonflikt.
Publikation
"Molecular basis of egg coat cross-linking sheds light on ZP1-associated female infertility."
Kaoru Nishimura, Elisa Dioguardi, Shunsuke Nishio, Alessandra Villa, Ling Han, Tsukasa Matsuda, Luca Jovine.
Nature Communications, online 12 July 2019