Исследование из Калифорнийского университета в Дэвисе показало: ошибки в делении хромосом при формировании яйцеклеток могут объяснить значительную часть репродуктивных проблем. Открытие может изменить подходы к лечению бесплодия и генетических заболеваний.
Когда женщина беременеет, исход зависит не только от условий здесь и сейчас. Научная работа, опубликованная в журнале Nature, описывает ключевой молекулярный процесс, происходящий еще до рождения – в яйцеклетках. Ошибки в этом процессе могут привести к бесплодию, выкидышам и хромосомным патологиям вроде синдрома Дауна.
Исследователи под руководством профессора микробиологии и молекулярной генетики Нила Хантера установили, как белковые сети обеспечивают стабильность кроссинговеров – соединений между хромосомами, необходимых для их правильного расщепления при делении клеток.
“Если что-то пойдет не так, то в яйцеклетках или сперматозоидах окажется неправильное количество хромосом”, – поясняет Хантер.
Такие нарушения приводят к нарушению фертильности, выкидышам или генетическим заболеваниям.
Как все устроено
В организме человека 46 хромосом (23 пары). При подготовке к делению клеток хромосомы родительской пары обмениваются фрагментами ДНК – происходит кроссинговер, формирующий генетически уникальные сперматозоиды или яйцеклетки.
У мужчин процесс происходит после полового созревания. У женщин – еще в утробе, и именно там формируются структуры, которые будут “дожидаться” овуляции десятилетиями. Эти кроссинговеры необходимо надежно сохранить, иначе при делении хромосомы могут “потеряться”.
“Если пары хромосом не связаны хотя бы одним кроссинговером, они могут потерять контакт – и тогда распределение хромосом происходит с ошибками”, – говорит Хантер.
Такое неправильное деление может приводить к:
-
анэуплодии – лишним или недостающим хромосомам,
-
синдрому Дауна – трисомии 21-й хромосомы,
-
самопроизвольным абортам,
-
мужскому и женскому бесплодию.
Исследование проводилось на дрожжах – классической модели для изучения клеточной биологии. “Каждый белок, который мы исследовали у дрожжей, имеет аналог у человека”, – подчеркивает Хантер.
Команда Хантера использовала технику “генетики в реальном времени”, позволяющую видеть, как белки взаимодействуют с хромосомами. Они обнаружили, что ключевую роль играет белок когезин, блокирующий разрушение хромосомных связей до наступления нужного момента.
По мнению авторов, нарушение этого процесса может быть одной из главных причин генетической нестабильности яйцеклеток и сперматозоидов. Результаты работы открывают путь к новым методам диагностики и потенциальному лечению репродуктивных расстройств, включая возрастное бесплодие.
