Les spermatozoïdes : des incroyables capteurs de chaleur

Dans leur laborieuse traversée jusqu’à l’œuf, les spermatozoïdes ressentent la chaleur des trompes de Fallope et les signaux chimiques de l’ovule. Mais quelles protéines en sont responsables ? Une étude réalisée par des chercheurs de l’institut Weizmann met le doigt sur une famille de protéines qui n’avait longtemps été connue que pour son action au sein du système visuel.

La traversée du sperme
Si un spermatozoïde, long d’environ 46 microns (environ 5 centièmes de millimètre), faisait la taille d’un être humain, il nagerait plusieurs kilomètres afin d’atteindre sa destination. C’est pourquoi le spermatozoïde a besoin d’être guidé par plusieurs senseurs. Des études ont précédemment été réalisées à l’institut Weizmann par le prof. Michael Eisenbach et son équipe, lors desquelles ils ont découvert deux types de mécanismes guidant les spermatozoïdes : la sensibilité à la chaleur et les senseurs chimiques.
L’attraction due à la chaleur se déroulerait tout le long de la traversée des spermatozoïdes : le site de fertilisation serait plus chaud que le point d’entrée dans les trompes de Fallope, où les spermatozoïdes font un arrêt pour maturation. C’est cette différence de température qui guiderait les spermatozoïdes au long de leur trajectoire. Ils capteraient des signaux chimiques une fois arrivés à proximité de l’œuf.
En effet, la sensibilité des spermatozoïdes à la chaleur est très élevée : à une distance équivalente à leur propre taille, ils peuvent sentir une différence de température aussi faible que 0.0006 degrés, c’est-à-dire moins d’un millième de degré. C’est cette extrême sensibilité qui leur permet d’être guidés par un gradient croissant de température jusqu’au site de fertilisation.

Des récepteurs particuliers
Une nouvelle étude récemment publiée dans le journal « scientific reports » a été réalisée par l’équipe du Prof. Eisenbach. Les scientifiques se sont intéressés à la raison pour laquelle les spermatozoïdes sont si sensibles à la chaleur. Selon leurs études précédentes, une famille de récepteurs, les opsines, pourrait être impliquée dans la transmission des signaux aux spermatozoïdes. Ces récepteurs sont initialement connus pour leur rôle dans le système visuel : une des protéines de cette famille, la rhodopsine, sert de photorécepteur à la rétine. Mais d’autres études ont rendu compte de leur implication et réaction face à la chaleur, indiquant une éventuelle responsabilité dans la thermo-sensibilité du sperme.

Chez la souris et chez l’homme
Les chercheurs ont découvert que plusieurs protéines de la famille de récepteur des opsines sont présentes à la surface de spermatozoïdes de souris et d’humains. Chaque différente opsine possède son propre motif de distribution, et apparemment, chacune d’entre elles contribue à cette thermo-sensibilité grâce à son propre lot de signaux. Lorsque les chercheurs ont inhibé ces signaux, les spermatozoïdes n’étaient plus en capacité de nager de la partie la moins chaude à la partie la plus chaude du compartiment.
Ces résultats plutôt surprenants expliqueraient la présence énigmatique d’opsines dans des organes qui ne sont pas exposés à la lumière. Ils suggèrent que, chez les mammifères, les opsines pourraient être responsables de fonctions de senseurs face à la chaleur dans cette partie du corps.
Les opsines rempliraient-elles d’autres fonctions qui nous sont encore inconnues ?

Source : http://www.nature.com/articles/srep16146

Rédacteur(s) : Amaranta Kahn, Doctorante, Weizmann Institute of Science