Общая генетика человека и круглых червей проливает свет на причины бесплодия
Учёные из Университета Рутгерса обнаружили связь между белком в сперме и той же молекулой, необходимой для размножения у крошечных круглых червей, что даёт ключи к пониманию человеческого бесплодия.
В исследовании, опубликованном в Current Biology, профессор Эндрю Сингсон и его коллеги идентифицировали белок SPE-45 на сперматозоидах червей C. elegans, который помогает связывать сперматозоид с яйцеклеткой во время оплодотворения. Это тот же белок Izumo, который считается необходимым для размножения человека и других млекопитающих и был открыт японскими учёными десять лет назад.
"Человек и черви связаны общим предком, жившим более 700 миллионов лет назад. Это открытие даст нам понимание их общей генетики и путей фертильности", — сказал Сингсон.
Исследование предполагает, что общий предок червей и человека имел SPE-45/Izumo-подобный ген, необходимый для правильного функционирования сперматозоидов при оплодотворении.
В США каждая восьмая пара сталкивается с проблемами фертильности. Примерно в 70% случаев причина может быть в равной степени связана с мужчиной или женщиной, а в 30% случаев объяснение найти не удаётся.
Учёные обнаружили, что черви производили нормально выглядящие сперматозоиды, но не могли давать потомство, потому что в их сперматозоидах не хватало белка SPE-45 на поверхности — аналогично сперматозоидам человека и других млекопитающих, лишённых белка Izumo. Блокирование этого белка предотвращает связывание и слияние сперматозоида с яйцеклеткой.
"Белок работает как молекулярная липучка и помогает сперматозоиду и яйцеклетке связываться и сливаться", — пояснил Сингсон.
Это открытие было подтверждено международной командой учёных, которая, используя компьютерный анализ последовательностей ДНК, пришла к такому же выводу (их статья также опубликована в Current Biology). Сравнив последовательности ДНК червей и млекопитающих, они создали гибридную молекулу SPE-45/Izumo, способную вылечить бесплодие у червей.
"Это делает результаты гораздо более убедительными, поскольку две исследовательские группы по сути подтвердили результаты друг друга", — отметил Сингсон.
Поскольку прямое изучение человеческого бесплодия сопряжено с этическими и экспериментальными ограничениями, установление генетической связи между червями и человеком поможет в будущих методах лечения. Учёные смогут проводить эксперименты на червях, чтобы больше узнать о функции Izumo-подобных молекул, чего нельзя сделать на млекопитающих.
"Поиск новых генов фертильности у червей может помочь нам лучше понять молекулярные основы человеческой фертильности. Конечным результатом этих знаний могут стать более обоснованные и эффективные методы лечения человеческого бесплодия и надёжные контрацептивы для обоих полов", — заключил Сингсон.