Исследователи из Медицинского центра Детской больницы Цинциннати (Cincinnati Children’s Hospital Medical Center) сообщили, что им удалось обнаружить молекулярный и генетический «переключатель», активирующий выработку мужской спермы в определённом возрасте. Результаты исследования опубликованы в издании Genes and Development.
Механизм регулируется белковым комплексом, который называют Polycomb Repressive Complex 1, PRC1. Исследователи были удивлены, когда обнаружили, что PRC1 активирует специфические зародышевые гены и управляет синтезом здоровой спермы. Когда самцы млекопитающих появляются на свет, у них уже есть репродуктивные зародышевые клетки, необходимые для выработки сперматозоидов. А белковый комплекс, о котором идёт речь, «выключает» специфические гены и «замораживает» выработку спермы, пока особь не достигнет возраста полового созревания.
В новом исследовании учёные продемонстрировали, что по достижению полового созревания комплекс PRC1 меняется. В этот момент он блокирует компоненты зародышевых генов, которые, в свою очередь, сами блокируют синтез спермы. Именно так запускается процесс сперматогенеза, выработки зрелой спермы.
«Долгое время учёные задавались вопросом, как гены, связанные с репродукцией, активируются в чётко определённый момент. Наше исследование даёт ответ на этот фундаментальный вопрос, поскольку нам удалось обнаружить новый эпигенетический механизм, управляющий активацией процесса сперматогенеза, — говорит Сатоси Намэкава (Satoshi Namekawa), ведущий исследователь и сотрудник Отделения репродуктивных наук (Division of Reproductive Sciences) в Перинатальном институте (Perinatal Institute) Детской больницы Цинциннати. — Это очень важно, так как ингибитор выработки спермы PRC1 известен по другой его функции. Но в нужный момент он обеспечивает активацию генов, ответственных за синтез спермы».
В ходе работы также продемонстрировано, что в отсутствие комплекса PRC1 у подопытных животных образуются яички меньшего размера, а сами особи оказываются стерильны — у них не вырабатывается нормальная сперма, пригодная для оплодотворения. Но на вопрос «как именно PRC1 превращается из ингибитора в активатор», учёным ещё предстоит найти ответ. Кроме того, новое исследование поставило перед научным сообществом и другие вопросы. Как образ жизни может посредством эпигенетики повлиять на способность мужчин к зачатию? Как факторы окружающей среды влияют на «включение» или «выключение» генов в нашем организме? Немаловажно также, что белковый комплекс PRC1 и сопутствующие ему соединения теперь можно рассматривать в качестве потенциальных маркеров мужского бесплодия — а значит, теоретически, результаты новой работы могут найти применение в клинической практике.