Исследователям удалось обнаружить ключевой молекулярный и генетический переключатель. Механизм представляет собой белковый комплекс PRC1, который активирует выработку здоровой спермы и запускается строго в определенное время, сообщает EurekAlert.
Когда речь заходит о мужской репродуктивной функции, время решает все. Сейчас ученые находят все новые подтверждения того, как нарушение временных рамок может повлиять на мужское бесплодие или даже вызвать врожденные заболевания у потомства. Исследователи Children’s Hospital Medical Center в Цинциннати опубликовали отчет в журнале Genes & Development, в котором заявили, что обнаружили ключевой молекулярный и генетический переключатель, который активирует выработку здоровой спермы и запускается строго в определенное время.
Механизм представляет собой белковый комплекс и называется поликомб репрессивный комплекс 1 (PRC1). Ученые очень удивились, когда выяснилось, что именно PRC1 активирует специфические гены зародышевой линии и выработку здоровой спермы. Это происходит потому, что мужские особи млекопитающих, включая людей и мышей, рождаются с полным набором клеток репродуктивной зародышевой линии (включая наследственную генетику), необходимым для производства здорового потомства и качественной спермы.
Однако, в младенчестве и детстве сперма не фертильна. Оправдывая слово «репрессивный» в своем названии, PRC1 подавляет определенные гены и деактивирует выработку фертильной спермы до тех пор, пока индивид не достигнет половой зрелости.
В исследовании говорится, что у мышей, достигших репродуктивного возраста, изменяется структура PRC1. Он сбрасывает компоненты репродуктивных зародышевых генов, которые блокируют производство фертильной спермы, и заменяет их на компонент Sall4, который начинает сперматогенез — выработку активных сперматозоидов. «Больше всего нас интересовало, каким образом репродуктивным зародышевым генам удается активироваться в столь точное и предсказуемое время, — говорит Сатоши Намикава, ведущий специалист исследования и член Division of Reproductive Sciences в Cincinnati Children’s Perinatal Institute. — Оказалось, что PRC1 не только подавляет производство спермы, но и содействует активации генов, отвечающих за ее производство, когда приходит время».
Ученые также выяснили, что когда PRC1 разрушен либо отсутствует, животные рождаются с семенниками меньшего размера и впоследствии оказываются неспособны к воспроизводству здоровой спермы и потомства. Перед исследователями сейчас стоит задача выяснить, каким именно образом и почему PRC1 меняет свою функцию с репрессивной на вспомогательную.
Это открытие влечет за собой закономерные вопросы. Например, могут ли образ жизни или факторы окружающей среды повлиять на мужскую репродуктивную функцию через эпигенетику, а также может ли окружающая среда включать и выключать определенные гены в нашем организме. Также ученые будут выяснять, могут ли PRC1 и Sall4 помочь в лечении мужского бесплодия.
Ученые Института Фрэнсиса Крика (Великобритания) решили проблему генетического бесплодия мужчин. В эксперименте на мышах им удалось удалить у мужских особей лишнюю хромосому, которая и приводит к врожденному бесплодию.