Ученые выяснили, как белок обеспечивает репродуктивный успех
Международная команда исследователей из Японии и Великобритании обнаружила, как единственный белок PP4 контролирует обработку ДНК во время образования сперматозоидов и яйцеклеток для успешного оплодотворения. Активность этого белка становится еще более важной в процессе старения. Исследование, опубликованное в журнале PLOS Genetics, может помочь понять механизмы, лежащие в основе возрастного снижения фертильности у людей.
В то время как типичная взрослая клетка человека содержит 46 нитей ДНК, или хромосом, несущих полную генетическую информацию, репродуктивные клетки получают половину этого числа в ходе сложного процесса — мейоза. Точное распределение хромосом в половые клетки критически важно для успешного оплодотворения. Ошибки в этой системе могут привести к бесплодию.
Чтобы понять, какие белки обеспечивают правильное течение мейоза, исследователи из iCeMS Университета Киото, Университета Тохоку и Имперского колледжа Лондона изучили роль PP4 на примере червя Caenorhabditis elegans.
Ученые создали генетически модифицированных червей с нефункциональным белком PP4 и наблюдали последствия его отсутствия для регуляции хромосом во время мейоза с помощью суперразрешающего микроскопа.
«Мы обнаружили, что при отсутствии PP4 хромосомы не собирались правильно, а рекомбинация ДНК — важный этап для генетического разнообразия — не происходила», — сообщила исследователь Ая Сато-Карлтон. «Полученные яйцеклетки были дефектными, и эмбрионы не выживали после оплодотворения».
Удивительно, но эффекты от дефектного PP4 усиливались по мере старения червей, что указывает на возрастную зависимость.
Поскольку последовательность ДНК гена PP4 у червей более чем на 90% идентична человеческой, этот белок может играть аналогичную роль у всех животных как универсальный регулятор мейоза, особенно в процессе старения организма.
«Однако еще рано с уверенностью утверждать, что PP4 играет такую же роль у людей», — отметил руководитель исследования Питер Карлтон. «Следующий шаг — проверить, наблюдаем ли мы тот же феномен у мышей».