В исследовании, опубликованном в журнале [«Cell Research»](https://doi.org/10.1038/s41422-025-01135-2), научная группа впервые определила структуру центрального аппарата (ЦА) в аксонеме сперматозоидов млекопитающих с высоким разрешением in situ.
Центральный аппарат — это ключевая часть аксонемы, микроскопического механизма, который обеспечивает движение подвижных ресничек и жгутиков. Эти структуры не только необходимы для достижения сперматозоидом яйцеклетки и оплодотворения, но также играют важную роль в эмбриональном развитии, работе мозга и здоровье дыхательной системы. Однако до настоящего времени сложная архитектура и функции ЦА были плохо изучены, особенно у млекопитающих.
В этом исследовании учёные прояснили закономерности сборки микротрубочек C1 и C2 и связанных с ними белков, раскрыв патогенный механизм, с помощью которого структурные дефекты в ЦА могут привести к астенозооспермии (снижению подвижности сперматозоидов).
Для решения этой задачи были использованы современные методы:
* крио-электронная томография in situ;
* AlphaFold2;
* другие технологии прогнозирования структуры белков на основе искусственного интеллекта.
Исследователи успешно определили архитектуру ЦА в аксонемах сперматозоидов мышей с высоким разрешением, достигнув локальной разрешающей способности до 5,5 Å.
В работе представлено детальное описание механизма сборки микротрубочек C1–C2 и связанных с ними внутренних и внешних связывающих белков. Учёные создали структурную модель, включающую 466 белковых субъединиц, и идентифицировали 39 различных компонентов белков, включая восемь недавно обнаруженных белков ЦА: GRK3, ANKMY1, LRRC43, GOT1L1, LRRD1, MAP1S, GMCL1 (BTBD16) и SPACA9.
Это исследование стало первым всесторонним объяснением механизма сборки ЦА в сперматозоидах млекопитающих и систематическим объяснением того, как дефекты в белках ЦА могут нарушать подвижность жгутика.
Интегрируя данные о структуре с высоким разрешением in situ с моделями на животных и клиническими данными, исследование предлагает новые подходы к точной диагностике и потенциальным стратегиям лечения астенозооспермии.
Исследование проводилось совместно Институтом биофизики Китайской академии наук, Пекинским педагогическим университетом, Чунцинским госпиталем охраны здоровья матери и ребёнка и Университетом науки и технологий Китая.
Предоставлено [Китайской академией наук](https://english.cas.cn/).