У мужчин с возрастом усиливается позитивный отбор спермы с вредными мутациями
Число несущих их клеток не просто увеличивается, механизм отбора связан с эволюционным преимуществом половых клеток. Узнать об этом помог улучшенный метод секвенирования ДНК.
В процессе эволюции и селекции может происходить позитивный отбор особей. В этом случае полезные мутации распространяются по популяции, потому что организмы с ними более приспособлены к жизни и размножению, либо селекционер выбирает для размножения нужные ему свойства.
Позитивный отбор может происходить на уровне индивидуального организма — сильные клетки будут выживать, организм будет стремиться производить их копии. В новом исследовании ученые представили доказательства того, что позитивный отбор оказывает значительное влияние на число связанных с серьезными заболеваниями мутаций на всех стадиях развития мужских половых клеток. Число сперматозоидов с такими мутациями растет с возрастом мужчины. Работа опубликована в журнале Nature.
Ученые использовали новый метод глубокого секвенирования образцов спермы NanoSeq. Предшествовавшие методы не обеспечивали достаточной точности. Образцы спермы взяли у 75 мужчин 24-75 лет. Образцы крови для сравнения процессов в разных тканях организма получили у мужчин 22-84 лет.
Исследователи сосредоточились на количественной оценке частот аллельных вариантов (VAF) в различных классах мутаций в сперматозоидах. Они сравнили эмпирические данные с предсказаниями моделей мутаций в зародышевой линии.
Мутации, считающиеся нейтральными, с возрастом накапливались линейно. Так проявляется базовый для организма, зависящий от возраста процесс, не подверженный действию отбора. Однако число вредоносных мутаций в клетках пожилых мужчин существенно отклонялось от ожидаемого. Доля сперматозоидов, несущих мутации с потенциалом вызывать нарушения развития у ребенка на этапе формирования органов, оказалась в три раза больше, чем ожидали ученые. Для 30-летних мужчин доля таких сперматозоидов оказалась около двух процентов, для 70-летних — четыре с половиной процента.
Драйверные мутации обеспечивают отбор хорошей спермы в организме. При этом две трети таких мутаций оказались тесно связаны с патогенными. Это говорит о том, что полезные в отборе половых клеток изменения в геноме также распространяют в нем опасные мутации. Исследователи нашли зависимость распространенности таких драйверных мутаций от возраста мужчины.
По оценкам ученых, около 3,3 процента сперматозоидов несут в себе болезнетворные мутации. Происхождение трети из них объясняют нейтральные мутационные процессы, треть — известные науке драйверные мутации, а для оставшейся трети объяснений пока нет. Это указывает на существование еще не идентифицированных драйверных генов или альтернативных селективных механизмов.
Интересным выводом исследования стал непропорционально сильный вклад относительно небольшой группы генов в общую картину мутаций: 10 процентов из 374 подозрительных генов отвечали почти за 43 процента мутационной нагрузки. Внутри этой подгруппы шесть генов (KDM5B, MIB1, SMAD6, PRRC2A, NF1 и PTPN11) объясняли свыше 20 процентов наблюдаемой доли изменений. Это означает, что в геноме человека есть фокусные точки отбора клеток зародышевой линии с высоким риском серьезных заболеваний.
Ученые не нашли связи между индексом массы тела, курением и употреблением алкоголя и числом опасных мутаций. Результат подтвердили на нескольких способах секвенирования генома. Это говорит о том, что сперма устойчива к внешним мутагенным воздействиям.
Это исследование дополняет наши знания о влиянии возраста отца на здоровье ребенка. По мере старения в его репродуктивных клетках не просто копятся опасные мутации, а происходит их активное клонирование и распространение. Повышенная частота появления у пожилых мужчин сперматозоидов с вредными мутациями указывает на влияние возраста отца на потомство.
Данные говорят об эволюционных компромиссах в человеческом организме: мутации, повышающие приспособленность мужских половых клеток, увеличивают риск заболеваний у потомства. Детальное исследование этого вопроса важно для исследований эволюционного формирования человеческого генома и разработки стратегий репродуктивной медицинской помощи.
Telegram 
Дзен 
VK Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Британские экологи выяснили, что большинство людей не догадываются о вреде солнцезащитных кремов для Мирового океана. Обзор научной литературы и локальный уличный опрос наглядно продемонстрировали разрыв между реальными экологическими угрозами и повседневными привычками покупателей.
Две международные группы антропологов изучили кости денисовцев, поднятые со дна у берегов Тайваня, и по ним смогли оценить рост этих древних людей, а также восстановить особенности их среды обитания и состав рациона. Раньше представления о денисовцах в значительной степени основывались на древней ДНК и небольшом числе ископаемых останков. Новые сведения заметно расширили эти знания: теперь ученые получили возможность больше узнать об их анатомии и образе жизни.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Британские экологи выяснили, что большинство людей не догадываются о вреде солнцезащитных кремов для Мирового океана. Обзор научной литературы и локальный уличный опрос наглядно продемонстрировали разрыв между реальными экологическими угрозами и повседневными привычками покупателей.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии