Расположение хромосом при дифференцировке сперматозоидов

Хромосомы занимают в ядре клетки определённые области — хромосомные территории. В соматических клетках учёные наблюдали корреляцию между таким расположением и регуляцией генома. Более того, нарушения в распределении хромосом связаны с некоторыми заболеваниями. Однако исследований хромосомной территориальности в клетках-предшественниках яйцеклеток и сперматозоидов (половых клетках), которые проходят особый процесс деления — мейоз, — очень мало.

В недавнем исследовании группы «Генетика мужской фертильности» (Университета Автономного Барселоны, UAB) учёные разработали и применили методику, позволившую:

• идентифицировать мужские половые клетки мыши на разных стадиях развития,
• пометить все хромосомы,
• получить трёхмерные изображения с помощью конфокальной микроскопии,
• извлечь численные данные о расположении хромосом.

Применение этой методики показало, что расположение хромосом в клетках-предшественниках сперматозоидов не является случайным и напрямую связано с регуляцией экспрессии генов.

«Мы продемонстрировали, что хромосомы с более высокой генной активностью предпочтительно расположены во внутренней области клеточного ядра, тогда как хромосомы с меньшей активностью находятся ближе к ядерной оболочке. Мы также смогли сделать вывод, что расположение хромосом относительно продольной оси ядра сперматозоида также не случайно: хромосомы упорядоченно расположены от вершины головки сперматозоида до начала его хвоста», — объясняет Заида Саррат, координатор исследования.

По мнению исследователей, такое распределение играет ключевую роль в высвобождении отцовских хромосом в яйцеклетку после оплодотворения.

Учёные предполагают, что нарушение расположения хромосом в процессе формирования сперматозоидов может привести к дерегуляции хромосомной активности. Таким образом, данное исследование позволило описать трёхмерную модель хромосомной территориальности в процессе сперматогенеза, заложив прочную основу для дальнейших работ по изучению влияния нарушенного расположения хромосом на фертильность.