Новости | «Эгоистичные» хромосомы могут быть причиной ранней потери беременности

Новости | «Эгоистичные» хромосомы могут быть причиной ранней потери беременности

Почему человеческие эмбрионы так уязвимы? Почему так много эмбрионов погибает в первые несколько дней, несмотря на успешное оплодотворение, часто ещё до того, как беременность становится очевидной? Исследование Центра эволюции Милнера при Батском университете в Великобритании предлагает новое объяснение: причиной может быть эгоистичный конфликт между хромосомами.

Исследование провёл профессор Лоренс Хёрст, директор центра и эволюционный генетик; его результаты опубликованы в PLOS Biology. Он отметил, что примерно половина оплодотворённых яйцеклеток человека погибает на очень ранней стадии, часто ещё до выявления беременности. Даже после подтверждения беременности многие эмбрионы теряются из-за выкидыша в течение нескольких недель.

Неправильное число хромосом — основная скрытая причина

Профессор Хёрст отметил, что аномальное число хромосом является непосредственной причиной большинства случаев гибели эмбрионов на ранних сроках. В норме клетки человека имеют 46 хромосом: 23 от материнской яйцеклетки и 23 от отцовского сперматозоида. У многих эмбрионов это стандартное число нарушено: у них может быть всего 45 или до 47 хромосом, что приводит к потере беременности.

Даже среди выявляемых хромосомных аномалий, таких как синдром Дауна, связанный с тремя копиями хромосомы 21, примерно 80% поражённых эмбрионов не доживают до рождения.

Если хромосомные аномалии могут быть настолько серьёзными, почему они возникают так часто?

«Эгоистичные» хромосомы: скрытая причина гибели эмбрионов

Профессор Хёрст сказал, что ключ к разгадке связан с формированием яйцеклеток. Он обнаружил, что большинство ошибок в числе хромосом возникает на первом этапе формирования материнской яйцеклетки, а не при образовании сперматозоидов. Исследования показывают, что более 70% яйцеклеток уже на этапе формирования имеют неправильное число хромосом.

Именно на этом первом этапе могут вмешиваться и «эгоистичные» хромосомы. Механизм, называемый центромерным драйвом, позволяет определённым «эгоистичным» хромосомам нарушать работу конкурирующих хромосом и попадать в большее число яйцеклеток, повышая вероятность их наследования. Иными словами, они устраняют хромосому, которая должна была составить с ними пару, чтобы увеличить своё представительство в следующем поколении.

Этот хромосомный конфликт изучался у таких животных, как мыши, а существование похожего механизма у людей предполагалось и раньше. Исследование Хёрста впервые тесно связало его с ранней гибелью эмбрионов.

Он также отметил, что даже если этим «эгоистичным» хромосомам не удаётся успешно реализовать драйв и в результате образуется аномальное число хромосом — одна лишняя или одна отсутствующая, — они всё равно могут получить эволюционное преимущество.

Пожертвовать одним ради блага других: суровая эволюционная стратегия

У людей и других млекопитающих эмбрионы развиваются внутри матери и нуждаются в постоянном поступлении питательных веществ. Если эмбрион погибает на очень раннем сроке, мать может раньше вступить в новый репродуктивный цикл, не расходуя дополнительные ресурсы. Этот механизм может быть выгоден выжившим эмбрионам-близнецам.

Хёрст объяснил: «Если „эгоистичная“ хромосома „знает“, что её вот-вот устранят, она может использовать нетрадиционные тактики, чтобы нарушить деление клеток и сохранить себя. Но это может помешать развитию эмбриона и в конечном итоге привести к его гибели».

Что ещё более удивительно, этот механизм распространён не у всех животных. Хёрст отметил, что исследователи не обнаружили ошибок в хромосомах материнского происхождения при изучении более 2,000 эмбрионов рыб. Подобные проблемы также редки у птиц: хромосомные аномалии встречаются у них лишь в 1/25 от частоты, наблюдаемой у млекопитающих. Это может быть связано со временем конкуренции за ресурсы: эмбрионы млекопитающих конкурируют внутри матки, а птицы и рыбы — после вылупления.

Последствие репродуктивной стратегии

Профессор Хёрст заключил, что высокая смертность эмбрионов является побочным продуктом конкуренции среди млекопитающих. «Цена этого механизма заключается в том, что мы особенно уязвимы для последствий хромосомных мутаций».

Предварительные данные показывают особенно высокую смертность эмбрионов у млекопитающих, которые обычно вынашивают по одному эмбриону за беременность, например у людей и крупного рогатого скота, тогда как у видов, приносящих многочисленное потомство, таких как мыши и свиньи, смертность немного ниже. Это также подтверждает эффект перераспределения ресурсов: погибшие эмбрионы оставляют больше питательных веществ и пространства для однопомётников.

Хёрст также отметил, что низкий уровень белка Bub1 может непосредственно вызывать потерю или приобретение хромосом. Он добавил: «Уровень Bub1 снижается с увеличением возраста матери, и вероятность хромосомных аномалий у эмбрионов соответственно возрастает. Повышение уровня этого белка потенциально может помочь восстановить фертильность у женщин старшего возраста».

Он выразил надежду, что исследование откроет новые направления для борьбы с бесплодием и привычным невынашиванием беременности.

Источник материала:

Собрано в интернете