Milyonlarca spermin yarışında, yumurtaya ulaşmak son derece zorlu bir süreçtir. Ancak bazı türlerdeki yumurtaya ilk önce kimin ulaşacağı konusundaki rekabet pek de fair-play çerçevesinde ilerlemiyor. 

Fare genlerindeki bir varyantın, spermi, henüz gelişim halindeyken akranlarını zehirleyerek ve yumurtaya giden yoldaki etkili "koklama yeteneklerini" ellerinden alarak, bu gene sahip olan spermlere açık bir avantaj sağladığı bulundu. 

4 Şubat'ta (2021) PLOS ONE'da yayımlanan çalışmada, araştırmacılar erkek cinsiyet hücrelerinin dişi üreme sistemi boyunca yollarını bulmak için kullandıkları mekanizmaları araştırırken, farelerin spermindeki bu oldukça benzersiz "hile kodunu" ortaya çıkardılar.

Araştırma verileri, sperm hücrelerinin aslında "acımasız" rakipler olduğunu ortaya koyuyor. Yumurtaya ulaşma yolunda, sahip oldukları genetik farklılıklar, spermlere bu yarışta bir avantaj sağlayabilir, böylece belirli gen varyantlarının bir sonraki nesle aktarılması sağlanabilir.

Fareler üzerinde yapılan deneylerde, araştırmacılar, kimyasal veya mekanik uyaranlara yanıt olarak sinyal iletim yollarını "açan" veya "kapatan" moleküler anahtarlar olarak işlev gören RAC1 adlı bir Rho proteininin, spermi düz ve dar tutmada önemli bir rol oynadığını buldular. Bu düzenleyicisi bozuk olan bir sperm, başı önde, sarhoş bir vaziyette evin yolunu tutmuş bir insana benzer. Ancak görünüşe göre evrim, bu problemin üstesinden gelmelerini sağlamıştır. Araştırmacılara göre, 17. kromozomdaki dizilerin kodlanmasındaki bir varyasyon, RAC1'in çalışmalarında bir anahtar ortaya çıkararak düzgün çalışmasını sağlıyor.

t-varyantı olarak isimlendirilen bu bölge aslında bilindik bir bölgedir ve bu DNA uzantısı, Mendel genetiğinde bir yüzyıla yakın bir süredir bir tuhaflık olarak göze çarpıyor. 

Bu özellik bakımından heterozigot (bir tane t-varyantlı 17. kromozom ve bir tane "normal" kodlama yapan partner kromozom içeren) fareler, beklendiği gibi yavrularda bunun %50 oranında ortaya çıkması gözlenmiyor. Aksine yavrulardan birinin t-varyantı olmadan doğması ihtimali %1 olarak çıkıyor. Bu özellik bakımından homozigot (bu anormal kodlamayı içeren 17. kromozomun her iki versiyonunu içeren) fareler için ise baba olmak mümkün değildir. Bu fareler tamamen kısır olur. 

Tüm bunları göz önünde bulundurarak, araştırmacılar, tek tek spermlerin genotiplerine bakarak ve hareketlilik modellerini değerlendirerek bu küçük farelerin testislerinde neler olup bittiğini tam olarak ortaya çıkardılar. 

Yapılan incelemelerde, gamet (üreme hücresi) üretiminin ilk aşamalarında, hem t-varyant kromozomu hem de daha normal bir versiyon içeren ve sperm olmaya doğru giden (öncü --prekürsör-- sperm) hücrelerin içinde RAC1'in gelişimine müdahale ederek onu etkili bir şekilde devre dışı bırakan toksik bir t-kodlamasına rastlandı.

Bu öncü sperm hücreleri nihayetinde sperm ana hücresi formlarına ayrıldıktan sonra, mayoz bölünme sürecinden geçerler ve kromozomları bölünür, böylece her spermde her çiftten yalnızca bir tane bulunur. Bu da bazı spermlerin artık bir t-varyant kromozomuna sahip olduğu ve diğerlerinin de bu varyanta sahip olmadığı anlamına gelir. İşte ilginç kısım da burada başlar, t-varyantlarını içeren spermlerde aynı zamanda özel bir düzenleyici protein ifade edilerek RAC1 zarardan korunur.

Bir maraton hayal edin ve bütün yarışçılara zehirli bir su verilmiş ancak bazı yarışmacılar aynı zamanda panzehir de almışlar. Bu panzehir de küçük yeterli dozlarda işe yarıyor. Zehirlenmiş yarışçılarla dolu bir maratonda, yarışçılar çok yakında aşırı RAC1 yüklemesi yaşayacaklardır. Oysa spermin bireysel düzeyde rekabet edebilirliği, optimal düzeyde aktif RAC1'e bağlıdır; azaltılmış ya da aşırı RAC1 aktivitesi, spermin etkili ileri hareketini engeller.

Bu deneyler, memeli sperminin yön bulmasında RAC1'in biyokimyasını onaylarken; heterozigot t-varyant farelerin nasıl bir avantaj kazandığını da tam olarak ortaya koyan ilk deneyler oldu. Farelerde gözlemlenen bu durumun, insan üremesiyle yalnızca sınırlı bir ilgisi var. Ancak hayvanlar alemindeki çeşitli üreme kimyası modelleri hakkında ne kadar çok şey öğrenirsek, insanınkinin de nasıl geliştiğini o kadar iyi anlarız.