پژوهش مشترک دانشگاه تهران و ژاپن؛ ارائه راهکاری برای توسعه تولیدمثل مصنوعی آبزیان

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به نقل از دانشگاه تهران، حرکت اسپرم در اغلب جانوران وابسته به عملکرد تاژک و تأمین انرژی توسط میتوکندری‌ها است. پژوهشگران حوزه زیست‌شناسی تولیدمثل سال‌هاست در تلاش‌اند تا سازوکار‌های فیزیولوژیک کنترل‌کننده حرکت اسپرم را شناسایی کنند؛ فرآیندی که از بی‌مهرگان تا مهره‌داران تنوع و پیچیدگی فراوانی دارد.

نتایج این پژوهش‌ها نشان می‌دهد که شروع حرکت اسپرم در دوکفه‌ای‌هایی نظیر صدف، اویستر و اسکالوپ، توسط نوروترنسمیتر سروتونین (Serotonin, ۵-HT) تحریک می‌شود؛ ماده‌ای که به مقدار فراوان در سیستم عصبی مرکزی این جانوران ساخته می‌شود. سروتونین که از اسیدآمینه تریپتوفان ساخته می‌شود، در پستانداران نیز به‌عنوان تنظیم‌کننده رفتار و عامل احساس شادی و رضایت شناخته می‌شود.

بر اساس یافته‌های این پژوهش، پس از انزال اسپرم در دوکفه‌ای‌ها، کاهش یون‌های پتاسیم خارج سلولی به همراه سروتونین آزادشده از سیستم عصبی مرکزی در گناد، باعث هایپرپولاریزه شدن پتانسیل غشای سلول اسپرم می‌شود. خروج یون‌های پتاسیم از طریق کانال‌های پتاسیمی وابسته به پتانسیل غشاء انجام می‌گیرد. همچنین اثر تحریکی سروتونین با افزایش یون‌های کلسیم داخل سلولی همراه است که از طریق کانال‌های کلسیمی وارد سلول شده و در فعال‌سازی پروتئین‌های تاژک نقش اساسی ایفا می‌کند.

این مطالعات همچنین نشان داد یون‌های سدیم خارج سلولی در سیگنالینگ حرکت اسپرم ضروری بوده و از طریق تنظیم pH و کلسیم داخل سلولی، در فرآیند حرکت اسپرم مشارکت دارند.

این پژوهش‌ها با حمایت انجمن پیشرفت علم ژاپن (The Japan Society for the Promotion of Science) و تحت راهنمایی و سرپرستی پروفسور ماکوتو اوسادا، استاد دانشگاه توهوکو، انجام شده است. پیش‌تر ساختار مولکولی و ویژگی‌های فارماکولوژیک گیرنده سروتونین در گناد دوکفه‌ای‌ها در این دانشگاه شناسایی شده بود، اما مکانیزم فیزیولوژیک اثر سروتونین بر سلول‌های اسپرم همچنان ناشناخته باقی مانده بود.

نتایج این پژوهش افزون بر کمک به درک بهتر تکامل تولیدمثل در جانوران، می‌تواند در توسعه روش‌های تولیدمثل مصنوعی دوکفه‌ای‌ها در صنعت آبزی‌پروری نیز کاربرد داشته باشد. دوکفه‌ای‌ها بخش مهمی از سبد غذایی دریایی جهان را تشکیل می‌دهند و گونه‌های متنوعی از آنها در بوم‌سازگان‌های آبی شمال و جنوب ایران وجود دارد که می‌توانند به‌عنوان منابع غذایی صادراتی مورد توجه قرار گیرند.