Новости | Почему митохондриальная ДНК наследуется только от матери? Новое исследование выявило ключевую причину

Новости | Почему митохондриальная ДНК наследуется только от матери? Новое исследование выявило ключевую причину

Исследование пролило новый свет на фундаментальное явление наследования митохондриальной ДНК по материнской линии. Работа, проведённая Орегонским университетом здоровья и науки (OHSU) совместно с другими учреждениями, опубликована в журнале Nature Genetics.

Митохондриальная ДНК (мтДНК) — это уникальный генетический код внутри митохондрий клетки, который в первую очередь отвечает за выработку энергии. Учёным давно известно, что мтДНК передаётся только через яйцеклетку матери, а сперматозоид отца не вносит никакой митохондриальной генетической информации. Однако точная причина этого механизма оставалась предметом дискуссий.

Согласно прежним теориям, мтДНК сперматозоидов удалялась во время оплодотворения с помощью напоминающего иммунный «механизма поиска и уничтожения». Новое исследование предлагает более глубокое объяснение: хотя зрелые сперматозоиды несут небольшое количество митохондрий, эти митохондрии не содержат неповреждённой мтДНК.

Исследователи обнаружили, что в сперматозоидах отсутствуют как неповреждённая мтДНК, так и фактор транскрипции митохондрий A (TFAM) — важнейший белок, поддерживающий митохондриальную ДНК. Это означает, что сперматозоиды не могут передавать потомству митохондриальную генетическую информацию.

Доктор Шухрат Миталипов, директор Центра эмбриональной клеточной и генной терапии OHSU, пояснил: «Во время оплодотворения сперматозоид действительно приносит с собой 100 митохондрий, но мтДНК он не несёт».

По мнению команды исследователей, это может быть связано с биологией сперматозоидов. Во время движения к яйцеклетке сперматозоиды расходуют значительное количество энергии митохондрий, что может приводить к накоплению мутаций в их мтДНК. Яйцеклетки, напротив, во время развития в основном получают энергию от окружающих клеток и меньше используют собственные митохондрии, благодаря чему их мтДНК остаётся относительно неповреждённой.

Доктор Миталипов отметил: «Яйцеклетки могут передавать мтДНК более высокого качества отчасти потому, что не зависят от митохондрий в получении энергии».

Каждый сперматозоид несёт около 100 митохондрий, тогда как в яйцеклетке их может быть несколько сотен тысяч. Поскольку мтДНК яйцеклетки относительно свободна от мутаций, исключительное наследование по материнской линии считается эволюционным преимуществом, способным снизить риск заболеваний у потомства, связанных с мутациями мтДНК.

Мутации митохондриальной ДНК могут вызывать потенциально смертельные заболевания, поражающие органы с высоким потреблением энергии, такие как сердце, мышцы и мозг. Чтобы помочь матерям избежать передачи известных заболеваний мтДНК детям, доктор Миталипов разработал митохондриальную заместительную терапию, при которой во время экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) используется мтДНК из яйцеклетки здорового донора для замены мутировавшей мтДНК.

Хотя Конгресс США в настоящее время не позволяет Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) рассматривать клинические испытания с применением этой технологии, в том числе в Великобритании и Греции проводились исследования, направленные на профилактику заболеваний и лечение бесплодия.

Это открытие имеет важное значение для лечения бесплодия и терапии половых клеток человека. Исследователи заявили, что понимание роли TFAM в созревании сперматозоидов и оплодотворении может дать ключевую информацию для лечения некоторых форм бесплодия и совершенствования вспомогательных репродуктивных технологий.

Источник:

Составлено на основе материалов из интернета