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 Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
На высоте более 90 километров над поверхностью нашей планеты — то есть почти в космосе — мимо нее проследовал метеороид размером всего несколько сантиметров. Сразу три инфразвуковых станции зафиксировали во время этого события шумовой удар, который потребовал объяснения.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Экономическая грамотность студентов зависит не только от профильного образования, но и от интереса к экономике, учебной среды и финансовых практик в семье. Так, студенты, получавшие карманные деньги нерегулярно, в среднем лучше справляются с тестами по экономической грамотности, чем их сверстники с постоянной финансовой поддержкой. Это показало исследование НИУ ВШЭ на выборке более 1100 студентов из пяти российских университетов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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