Исследователи из Медицинского центра детской больницы Цинциннати сообщают в журнале Genes Разработка, определяющая ключевой молекулярный и генетический переключатель, который активирует производство здоровой мужской спермы — но только тогда, когда придет время.Механизм представляет собой белковый комплекс под названием Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1). Исследователи были удивлены, когда обнаружили, что PRC1 активирует определенные гены зародышевой линии и производство здоровой спермы.
Это связано с тем, что при рождении самцов млекопитающих, таких как люди и мыши, они получают все репродуктивные клетки зародышевой линии (включая наследуемую генетику), необходимые для создания здоровых плодовитых сперматозоидов и потомства. Но сперма не может быть плодородной в младенчестве или детстве. В соответствии с «репрессивным» в своем названии, PRC1 также подавляет определенные гены и активацию фертильной продукции сперматозоидов до тех пор, пока человек не достигнет репродуктивного возраста.
В своем текущем исследовании исследователи показывают, что, когда мыши достигают репродуктивного возраста, белковый комплекс PRC1 изменяется. Он сбрасывает компоненты генов репродуктивной зародышевой линии, которые блокируют производство фертильной спермы, и заменяет компонент (Sall4), который запускает сперматогенез — производство фертильных сперматозоидов.«Давний вопрос заключается в том, как точно и своевременно активируются гены репродуктивной зародышевой линии. Наше исследование отвечает на этот фундаментальный вопрос, определяя новый эпигенетический механизм, который управляет своевременной активацией сперматогенеза», — сказал Сатоши Намекава, доктор философии, ведущий исследователь и член отделения репродуктивных наук Детского перинатального института Цинциннати. «Это имеет очень большое влияние, потому что мы обнаружили, что этот репрессор производства сперматозоидов, PRC1, выполняет новую функцию, способствуя активации генов для образования сперматозоидов, когда придет время».
Ученые также обнаружили, что когда PRC1 нарушается, например, у мышей-самцов, выведенных так, чтобы не экспрессировать PRC1, животные имеют меньшие семенники и не могут производить здоровую сперму или потомство. Исследователям все еще необходимо выяснить, как и почему PRC1 меняет свою роль с подавителя спермы на активатор.Интересные вопросы на будущееТекущее исследование открывает возможность задать новые интригующие вопросы о том, как образ жизни или другие факторы окружающей среды могут повлиять на репродуктивные способности самцов посредством эпигенетики — или как факторы окружающей среды могут включать или выключать гены в организме, сказал Намекава.
Полученные данные также дают возможность определить, могут ли PRC1 или один из его генетических / молекулярных партнеров (например, Sall4) быть полезными в качестве клинических биомаркеров мужского бесплодия.Поднимая ставки для этих ответов на эти вопросы, Намекава и другие исследователи узнали, что нарушения или эпигенетические изменения в репродуктивных клетках зародышевой линии человека могут передаваться последующим поколениям потомства.