(Medical Xpress) – Новое открытие исследователей из Корнелла может привести к разработке методов лечения, которые позволят женщинам, бесплодным из-за лучевой терапии или химиотерапии, иметь детей.
Исследователи из Корнелла идентифицировали белок, который маркирует яйцеклетки поврежденной ДНК и запускает процесс избавления женского тела от плохих яиц во время мейоза, когда клетки рекомбинируют ДНК и делятся с образованием сперматозоидов и яйцеклеток, согласно исследованию, опубликованному в январе. 31 в науке.
Белок, называемый киназой 2 контрольной точки (Chk2), необходим для отбраковки ооцитов мышей – незрелых яйцеклеток – с неизлечимыми разрывами в хромосомах. Такое повреждение может произойти во время мейоза или из-за радиации, например. Действия белка зависят от времени, поэтому, если повреждение ДНК не может быть восстановлено в течение определенного периода времени, эти яйца погибают.
Исследователи вывели мышей с аллелем или вариацией гена Trip13, который вызывал отказ яйцеклеток и сперматозоидов во время мейоза. Когда они заглушили ген Chk2 у этих мышей, исследователи обратили вспять женское бесплодие. Отключив эту систему для выявления неисправленной ДНК, исследователи полагают, что они могут выиграть время для восстановления яиц.
В лаборатории, "все потомство из спасенных ооцитов в норме," сказал ведущий автор исследования Эвелина Болкун-Филас, научный сотрудник лаборатории Джона Шименти, профессор генетики в Корнелле и старший автор статьи.
"Есть гены, ответственные за уничтожение дефектных ооцитов, но мы не знали, что это были за," сказал Schimenti. "Мы хотели определить этот генетический механизм контроля качества."
Половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды – образуются в мейозе, форме деления клеток. Во время мейоза пара хромосом от отца и пара от матери обмениваются участками своей ДНК. Эта рекомбинация, которая требует двухцепочечных разрывов в хромосомной ДНК, создает новую комбинацию мужских и женских генов, тем самым увеличивая генетическую изменчивость.
Ошибки или отсутствие рекомбинации могут привести к выкидышу или таким расстройствам, как синдром Дауна.
Будучи еще плодом, большинство млекопитающих производят все яйца, необходимые для жизни самки. Этот пул незрелых яиц сохраняется в яичниках для дальнейшего использования. Но под воздействием радиации собранные незрелые яйца особенно уязвимы для повреждения ДНК.
Во время овуляции на протяжении репродуктивного возраста некоторые из этих яиц проходят последние стадии мейоза. На этом этапе белок Chk2 гарантирует, что поврежденные яйца не передадут дефектную ДНК следующему поколению. Заглушив ген Chk2, исследователи выиграли у клеток больше времени на восстановление повреждений ДНК, что привело к появлению жизнеспособных яиц и возобновлению фертильности.
В ходе исследования исследователи разрушили ген Chk2, поэтому белок Chk2 не производился. Но в настоящее время исследователи работают над подавлением белка Chk2 с помощью известных лекарств, которые могут быть использованы в терапии для предотвращения бесплодия у женщин, проходящих курс лечения рака, сказал Болкун-Филас.
Следующим шагом в этом исследовании будет понимание того, почему метод работает для яйцеклеток, но не для сперматозоидов с повреждением ДНК. Исследователи подозревают, что различия в половых хромосомах между мужчинами (XY) и женщинами (XX), а также различное время мейоза у мужчин могут иметь значение.
Соавторами были Вера Ринальди и Мишель Уайт, аспиранты Корнелла в области биомедицинских наук.