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 Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
В ночь на 17 июля, в 01:45 по московскому времени, в Техасе должен состояться 13-й запуск мощнейшей ракеты в истории. Трансляция начнется за 30 минут до старта Starship.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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