Гилберт с.Биология развития: в 3-х т. Т. I: Пер. С англ. — м.: Мир, 1993. — 228 с.

_______________ ОПЛОДОТВОРЕНИЕ: ВОЗНИКНОВЕНИЕ НОВОГО ОРГАНИЗМА 55

•

Рис. 2.23. Полиспермия у морского ежа L. pictus. возникшая в результате оплодотворения в морской bоде с низким содержанием натрия. А. Контрольные яйца, развивающиеся при концентрации Na+, равной 490 мМ. Б. Полиспермия у яиц, оплодотворенных при концентрации Na+, равной 120 мМ (натрий был замещен холином). Яйца сфотографированы на стадии первого деления дробления. В. Таблица, показывающая увеличение процента полиспермии при снижении концентрации ионов натрия. (Из Jaffe. 1980: фотографии любезно предоставлены L, A. Jaffe.)

точной оболочке, не будут удалены, то они могут еще проникнуть в цитоплазму. Удаление прикрепившихся сверхчисленных спермиев осуществляется посредством кортикальной реакции, более медленного механического блока полиспермии, который начинает действовать примерно через 1 мин после прикрепления спермия к яйцу.

В яйце морского ежа непосредственно под плазматической мембраной располагается 15 000 гранул диаметром около 1 мкм (рис. 2.6,Б). После осуществления контакта спермия с яйцом эти кортикальные гранулы сливаются с плазматической мембраной и выделяют свое содержимое в область между плазматической мембраной и желточной оболочкой. Белки, которые связывали желточную оболочку с поверхностью яйца, растворяются высвободившимися протеолитическими ферментами, а выделенные мукополисахариды создают осмотический градиент, который привлекает воду в пространство между плазматической мембраной и желточной оболочкой. В результате желточная оболочка отделяется от поверхности яйца: с этого момента ее называют оболочкой оплодотворения. Существенно, что в процессе кортикальной реакции желточная оболочка претерпевает важные изменения. Во-первых, воздействие протеаз приводит к изменению свойств биндиновых рецепторов или к их отделению вместе с прикрепленными к ним спермиями (Vacquier et al., 1973; Glabe. Vacquier, 1978). Во-вторых, пероксидаза вызывает затвердевание оболочки путем образования поперечных связей между остатками тирозина соседствующих белков (Foerder. Shapiro. 1977). Как видно из рис. 2.24. образование оболочки оплодотворения начинается в месте проникновения спермия и отсюда распространяется по всей поверхности яйца. По мере формирования этой оболочки спермии отделяются от яйца. Этот процесс начинается спустя примерно 20 с после прикрепления оплодотворяющего спермия и завершается к концу первой минуты после этого. Одновременно происходит выделение гиалина - белка, запасенного в кортикальных гранулах (Hylander, Summers, 1982), который образует сплошной слой вокруг яйца. Плазматическая мембрана слипается с этим белком, и гиалиновый слой поддерживает бластомеры в период дробления.

У млекопитающих кортикальная реакция не вызывает образования оболочки оплодотворения, но тем не менее результат ее оказывается таким же, как у морских ежей: выделенные ферменты таκ изменяют рецепторы спермиев прозрачной оболочки, что они больше не удерживают спермии (Bleil. Wassarman, 1980). Этот процесс изменения свойств рецепторов спермиев носит название реакции прозрачной оболочки (реакции zona pollucida или, коротко, реакции зоны - zona reaction). Было высказано предположение (Floiman. Wassarman. 1985), что кортикальные гранулы в яйцах мыши содержат фермент, который отщепляет концевые остатки сахара на ΖΡ3, тем самым отделяя прикрепившиеся к прозрачной оболочке спермии и предотвращая прикрепление к ней новых спермиев.

Механизм кортикальной реакции сходен с механизмом акросомной реакции. В результате увеличения в процессе активации концентрации свободных ионов кальция в клетке мембраны кортикальных гранул сливаются с плазматической мембраной яйца, тем самым вызывая экзоцитоз их содержимого (рис. 2.25). Вслед за слиянием кортикальных гранул с мембраной вокруг места проникновения спермия