Wnt связывается с рецепторами на поверхности клетки и выполняет свои «классические» функции посредством очень сложного каскада белковых взаимодействий внутри клетки. В конце этого внутриклеточного сигнального пути считываются (транскрибируются) определенные гены в ядре – известный сигнал Wnt стимулирует транскрипцию.
«Мы всегда спрашивали себя, может ли Wnt также контролировать функции в организме без транскрибирования и активации генов», – говорит Кристоф Нирс, возглавляющий исследовательский отдел в DKFZ, а также в Институте молекулярной биологии в Майнце, который поддерживается Фонд Берингер Ингельхайм.
Нирс и его сотрудники недавно обнаружили первые признаки того, что передача сигналов Wnt – независимо от ее влияния на транскрипцию – защищает белки от деградации.
Таким образом, клетки могут увеличиваться в размерах и готовиться к делению клеток. Однако исследователи признали, что надежное обнаружение не связанной с транскрипцией функции Wnt чрезвычайно сложно, поскольку влияние сигнальной молекулы на активность гена слишком велико и разнообразно.
Преследуя этот вопрос, ученые открыли мужские сперматозоиды как идеальный объект исследования.
У сперматозоидов отсутствуют основные биологические условия для транскрипции, т.е.е., в них не транскрибируются гены. Это означает, что если бы Wnt действительно влиял на мужские половые клетки, это должно было бы полагаться на другой механизм.
Спематозоиды созревают во время прохождения в придатках яичка и, таким образом, приобретают способность двигаться вперед и оплодотворять яйцеклетку.
На мышах Стефан Кох и Серджио Асеброн из группы Нирса теперь смогли идентифицировать один из загадочных факторов, стоящих за этим процессом созревания.
Wnt, который выделяется клетками придатка яичка, отвечает за существенную подвижность сперматозоидов, а также за важные изменения свойств белков в этих клетках. В то время как передача сигналов внутри сперматозоида происходит по обычным, известным станциям контроля Wnt, в конечном итоге она влияет на различные молекулы-мишени.
Мыши-самцы, в клетках которых отсутствует недавно открытый ключевой активатор классического сигнального пути Wnt, бесплодны, а их сперматозоиды деформированы и неподвижны.
«Благодаря нашим результатам мы смогли решить две проблемы одновременно», – говорит Нирс. «Во-первых, мы ясно продемонстрировали, что классическая передача сигналов Wnt контролирует функции организма без стимуляции транскрипции.
И теперь мы знаем решающий фактор, который координирует программу созревания сперматозоидов."
Кох особенно рад потенциальной – почти неожиданной – медицинской значимости результатов его исследований: «Wnt, по-видимому, оказывает существенное влияние на мужскую фертильность.
Агенты, которые блокируют или активируют сигнальный путь Wnt, уже проходят клинические испытания для других приложений. Они также могут быть эффективны при лечении нарушений фертильности или в качестве контрацепции."