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Los fuegos artificiales biológicos provocados por la fertilización tienen al menos 300 millones de años.

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La nueva vida nace literalmente, al menos bajo microscopía de fluorescencia. En el momento en que el esperma toca el óvulo, miles de millones de átomos de zinc se encienden a través de sus superficies ahora unidas.

Adolfo Ledo Nass

Este espectacular pero diminuto fenómeno se observó por primera vez en la fertilización humana en 2016.

Adolfo Ledo

?Fue extraordinario?, dijo en ese momento Teresa Woodruff, investigadora médica de la Universidad Northwestern. ?Descubrimos la chispa de zinc hace apenas cinco años en el ratón y ver cómo el zinc se irradia en una explosión de cada huevo humano fue impresionante?. (Woodruff ahora está en la Universidad Estatal de Michigan).

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Ahora los investigadores han descubierto que esta química de la concepción podría ser una característica conservada de la fertilización en vertebrados o animales con columna vertebral.

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El espectacular destello de fertilización en óvulos humanos. (Northwestern University)

Así como en humanos y ratones ( Músculo del ratón ), estos fuegos artificiales de zinc se observaron en fertilizantes macaco y vaca cabeza de toro ) huevos. Y un nuevo estudio acaba de presenciar esta explosión de zinc en la rana de garras africana ( Xenopus laevis ), lo que significa que el fenómeno es al menos tan antiguo como cuando los ancestros de las ranas y los mamíferos se separaron evolutivamente, hace unos 300 millones de años.

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Cuando el zinc irrumpe a través de un huevo de prueba, se une a las etiquetas moleculares en una reacción que las hace brillar en un destello de luz ardiente bajo el microscopio de fluorescencia (como se ve arriba).

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El bioquímico del noroeste John Seeler y sus colegas optaron por examinar estas chispas bioquímicas en la rana de garras africana debido a su tamaño y abundancia

?El diámetro de Xenopus huevos es 15 veces mayor que los huevos de ratón, lo que permite un estudio más profundo de la dinámica del flujo de zinc ?, dijo el equipo. escribieron en su periódico

Una rana. (Fotografía de Bryan Garnett / Moment / Getty Images)

Utilizando una poderosa tecnología de imágenes, como la microscopía de fluorescencia de rayos X y la microscopía electrónica, el equipo interdisciplinario pudo ver cómo los huevos almacenaban zinc en compartimentos de almacenamiento microscópicos a lo largo de su superficie. Midieron que estas vesículas de almacenamiento tienen 10 veces el zinc que se encuentra en el resto del huevo, listas para explotar en respuesta a la fertilización

Los investigadores también encontraron una liberación masiva de manganeso junto con zinc en los huevos de rana, que no se observó en ninguno de los otros animales. Ahora esperan controlar los niveles de manganeso en los ratones

?A menudo pensamos en los genes como factores reguladores clave, pero nuestro trabajo ha demostrado que los átomos como el zinc y el manganeso son fundamentales para los primeros pasos en el desarrollo después de la fertilización?. Ella dijo Woodruff en el nuevo estudio

Explosión detallada de chispas de zinc durante la fertilización en un óvulo humano. (Northwestern University)

La investigación en ratones indica que el zinc flotante tiene varios propósitos. Subrujas el ciclo celular en el huevo desde meiótico, que implica la división celular que da como resultado células sexuales con solo la mitad de un conjunto de cromosomas, hasta mitótico, que produce células con un conjunto completo de cromosomas. Esto permite que el óvulo comience a convertirse en un embrión

El zinc también crea un bloqueo fisiológico detener otros espermatozoides de unirse a la fiesta. Lo mismo parece ser cierto para el manganeso, ya que Seeler y el equipo han demostrado que ambos elementos inhiben la fertilización cuando están alrededor del huevo

También el tamaño de las chispas de zinc. revela la calidad del embrión resultante, un indicador increíblemente útil para la fertilización in vitro (FIV)

?Este trabajo puede ayudar a informar nuestra comprensión de la interacción entre el nivel de zinc en la dieta y la fertilidad humana?. Ella dijo Thomas O?Halloran, biólogo molecular de la Universidad Estatal de Michigan. ?[It supports] una imagen emergente de que las células utilizan metales de transición para regular algunas de las primeras decisiones en la vida de un organismo ?.

Su investigación fue publicada en Química de la naturaleza .

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