Promotie: Deconstructing the Mammalian Sperm’s Molecular Motor

LET OP: De kandidaat houdt een lekenpraatje, hierdoor start de livestream een kwartier eerder.

Spermacellen van zoogdieren zijn wonderbaarlijke biologische structuren die zijn ontworpen voor één doel: enorme afstanden afleggen om een eicel te bevruchten. Om zich door visceuze vloeistoffen te bewegen en hun doel te bereiken, vertrouwen ze op een gespecialiseerde staart, een zogenaamd flagel, dat fungeert als een krachtige propeller.

Dit onderzoek bracht de microscopische architectuur van de staart in kaart met behulp van geavanceerde miscroscopie op moleculair niveau. Het onderzoek toonde aan dat deze staarten per soort verschillen en complexe interne asymmetrieën bezitten die essentieel zijn voor het genereren van de juiste golfvorm en het juiste koppel om de cel vooruit te stuwen. Bovendien bevat het binnenste van de flagel meer dan 60 verschillende eiwitten die fungeren als interne versteviging, waardoor het bestand is tegen de belasting van het zwemmen.

Voordat sperma echter het vrouwelijke voortplantingsstelsel bereikt, moet het eerst ‘leren’ zwemmen. Hoewel het volledig gevormd lijkt wanneer het de testis verlaat, is het aanvankelijk bewegingloos. Tijdens de rijping in de bijbal worden de interne motoren geactiveerd. Verrassend genoeg bleek uit het onderzoek dat naarmate sperma het vermogen krijgt om te bewegen, hun totale energieverbruik juist afneemt. Om deze paradox te begrijpen, onderzochten wetenschappers de minuscule motor-eiwitten (dyneïnen) die verantwoordelijk zijn voor de beweging. Ze ontdekten dat deze motoren, naarmate het sperma rijpt, overschakelen van een ‘vergrendelde’ toestand naar een ‘geactiveerde’, startklare toestand, waardoor zwemmen mogelijk wordt.

Dit proefschrift biedt een structureel overzicht op meerdere resolutieniveaus van de flagel van het zoogdierensperma, waarbij een verband wordt gelegd tussen de microscopische anatomie en eiwitinteracties op atomaire schaal. Deze bevindingen tonen aan hoe de moleculaire motor van het sperma is opgebouwd en verfijnd. Ze bieden daarmee een basis voor het ontrafelen van mannelijke onvruchtbaarheid en het identificeren van nieuwe doelwitten voor anticonceptie.