Новое исследование дает представление об основополагающем научном принципе, согласно которому митохондриальная ДНК; особый генетический код, встроенный в органеллу, которая служит электростанцией каждой клетки тела; передается исключительно по наследству от матери.
Исследование, проведенное в сотрудничестве Университета здравоохранения и науки штата Орегон и других учреждений. Ученые давно признали тот факт, что митохондриальная ДНК, или мтДНК, происходит исключительно из яйцеклеток человека, а это означает, что только мать вносит генетический код, переносимый тысячами митохондрий, необходимых для производства энергии в каждой клетке тела.
Ранее считалось, что отцовская мтДНК уничтожается вскоре после слияния сперматозоида с ооцитом или развивающейся яйцеклеткой во время оплодотворения, возможно, посредством иммунноподобной реакции поиска и уничтожения.
Однако исследование показало, что, хотя зрелые сперматозоиды и содержат небольшое количество митохондрий, в них отсутствует неповрежденная мтДНК.
Мы обнаружили, что каждый сперматозоид при оплодотворении яйцеклетки приносит около 100 митохондрий в качестве органелл, но в них нет мтДНК».
Шухрат Миталипов, доктор философии, директор Центра эмбрионально-клеточной и генной терапии Орегонского университета здоровья и науки
Исследователи обнаружили, что сперматозоиды не только лишены интактной мтДНК, но им также не хватает белка, необходимого для поддержания мтДНК, известного как митохондриальный фактор транскрипции А, или TFAM.
Ученые не уверены, почему сперматозоидам не разрешено вносить мтДНК, но Миталипов предполагает, что это может быть связано с тем фактом, что сперматозоид использует много митохондриальной энергии в своем биологическом импульсе для оплодотворения яйцеклетки. Таким образом, будут накапливаться мутации в мтДНК. Развивающиеся яйцеклетки, известные как ооциты, напротив, черпают энергию в основном из окружающих клеток, а не из собственных митохондрий, поэтому поддерживают относительно нетронутую мтДНК.
«Яйца передают действительно хорошую мтДНК, по крайней мере частично, потому, что они не используют митохондрии в качестве источника энергии», — сказал Миталипов.
Около 100 органелл спермы заполнены сотнями тысяч митохондрий, встроенных в каждую яйцеклетку. каждый из которых несет 37 генов в митохондриальной ДНК. Считается, что вклад только материнской мтДНК дает эволюционное преимущество, ограничивая риск накопления мутаций мтДНК, вызывающих заболевания у потомства.
Митохондрии контролируют дыхание и выработку энергии в каждой клетке организма, поэтому мутации в мтДНК могут вызывать ряд потенциально смертельных заболеваний, поражающих органы с высокими энергетическими потребностями, такие как сердце, мышцы и мозг.
Чтобы помочь матерям предотвратить передачу известных нарушений мтДНК своим детям, Миталипов впервые применил метод, называемый митохондриальной заместительной терапией, для замены мутантной мтДНК посредством экстракорпорального оплодотворения с использованием здоровой мтДНК из донорских яйцеклеток.
Конгресс запретил Управлению по контролю за продуктами и лекарствами контролировать клинические испытания с использованием этой процедуры в США, поэтому вместо этого клинические испытания проводятся за границей, включая клинические испытания в Соединенном Королевстве для профилактики заболеваний и в Греции для лечения бесплодия.
Исследователи пишут, что новое открытие имеет важное значение для человеческой фертильности и терапии зародышевых клеток.
«Понимание роли TFAM во время созревания сперматозоидов и его функции во время оплодотворения может стать ключом к нашей способности лечить определенные нарушения бесплодия и повышать эффективность вспомогательных репродуктивных технологий», — сказал автор-корреспондент Дмитрий Темяков, доктор философии, молекулярный биолог. с Университетом Томаса Джефферсона в Филадельфии.
No comments:
Post a Comment