Обнаружены два гена, защищающие мужскую фертильность и связанные с тяжелыми формами бесплодия
Недавно ученые выяснили, что два гена, работая в тандеме, поддерживают мужскую фертильность.
Изменения в них могут объяснить некоторые случаи тяжелой формы мужского бесплодия, причины которой ранее были неизвестны.
Когда исследователи из Эдинбургского университета (Шотландия) провели генетическое тестирование, чтобы изучить случаи мужского бесплодия, они обнаружили, что изменения в гене под названием SPOCD1 нарушают формирование сперматозоидов на самых ранних стадиях их развития.
Но, что еще интереснее, оказалось, что этот ген работает в тандеме с ранее не изученным геном C19orf84.
Вместе они защищают от повреждений самые ранние клетки-предшественники сперматозоидов.
Авторы работы считают, что это открытие поможет разобраться в причинах некоторых необъяснимых случаев тяжелых форм мужского бесплодия и привести к расширению генетических исследований на наличие редких мутаций.
«Темная материя» мужского бесплодия
Такие состояния, как криптозооспермия (сперматозоидов вырабатывается мало) и азооспермия (сперматозоиды не вырабатываются совсем), встречаются у 1% мужчин. В 45% случаев их причины так и остаются неизвестными. Ученые считают, что в большинстве случаев виноваты поломки в генах, которые пока еще не открыты.
Многие нарушения в сперматозоидах возникают еще задолго до того, как они покидают яички, попадают в женское влагалище и начинают «гонку» к яйцеклетке. Мужские половые клетки очень уязвимы на самых ранних этапах своего развития, пока они еще представляют собой зародышевые клетки в эмбрионе.
Чтобы организм взрослого мужчины успешно вырабатывал сперму, способную оплодотворить женщину, его зародышевые клетки еще задолго до рождения должны хорошо защищать свою ДНК. Для этого существуют различные механизмы, которые закодированы в генах.
Ранее ученые уже проводили экспериментальные исследования на мышах и обнаружили, что ген SPOCD1 играет важную роль в защите сперматозоидов. Но было непонятно, выполняет ли он такую же функцию у человека.
Шотландские ученые в сотрудничестве с зарубежными коллегами проанализировали международные базы данных и изучили информацию о 2913 мужчинах, принимавших участие в исследованиях, посвященных проблеме бесплодия. В итоге были выявлены трое носителей поврежденной версии гена SPOCD1. Из-за генетического дефекта половые клетки этих мужчин были повреждены, и их яички не могли производить нормальные сперматозоиды. Это и стало причиной бесплодия.
Гены-налетчики и два защитника
Чтобы генетическая информация могла успешно передаваться через поколения, потомство должно быть здоровым, а для этого здоровыми должны быть половые клетки. В процессе развития им приходится проходить весьма сложный путь. На определенном этапе они подвергаются «перепрограммированию» и становятся очень уязвимыми к так называемым прыгающим генам – транспозонам. Из-за этих генов ДНК половых клеток может быть повреждена со всеми вытекающими последствиями для фертильности.
Конечно же, эволюция постаралась решить эту проблему и обеспечить для зародышевых клеток защиту. Исследования на мышах показали, что ген SPOCD1 способствует появлению на ДНК особых «защитных меток» – метильных групп. В итоге прыгающие гены «отключаются».
Во время исследования с участием мужчин было обнаружено, что поломки в гене SPOCD1 присутствуют при наиболее тяжелых формах бесплодия – криптозооспермии и азооспермии.
В ходе дальнейшего анализа исследователи выявили новый ген C19orf84. Оказалось, что он взаимодействует с геном SPOCD1, и вместе они обеспечивают защиту сперматозоидов на ранних стадиях развития.
В то время как белок SPOCD1 обеспечивает непосредственно метилирование (присоединение к ДНК «защитных меток»), белок C19orf84 выступает в этом процессе в роли посредника.
Авторы работы отмечают, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы более детально оценить роль данных генетических нарушений в развитии мужского бесплодия.
Несмотря на современный уровень развития медицины, всё еще довольно часто встречаются ситуации, когда причину мужского бесплодия так и не удается установить. В некоторых таких случаях мужчине удается зачать ребенка с применением собственных сперматозоидов с помощью вспомогательных репродуктивных технологий. Но бывает так, что собственные половые клетки использовать невозможно. Таким мужчинам рекомендуется рассмотреть возможность использования донорской спермы. В Репробанке представлен обширный каталог донорского материала с подробными анкетами, и наши специалисты готовы проконсультировать по всем вопросам.
