Биологи выяснили, почему митохондрии сперматозоида не передаются потомству
У человека и многих других животных митохондрии — органеллы, которые служат «энергетическими станциями» клетки — наследуются только по материнской линии. Однако почему это происходит, ведь множество митохондрий есть «на борту» сперматозоида, резво плавающего именно за счет них? Авторы нового исследования показали, что ни один из них не имеет полноценного генома, который мог бы передаться по наследству.
Ученым давно известно, что после оплодотворения в зародыш попадают митохондрии только одного из родителей. Чаще всего «клеточные электростанции» наследуются от матери, хоть у некоторых животных (двустворчатые моллюски, овцы) в зародыш могут попасть митохондрии — а значит, и их собственный маленький геном — от отца.
Причины до недавнего времени были не вполне ясны. Биологи предполагали, что митохондриальная ДНК сперматозоидов быстро разрушается в зародыше за счет его иммунитета.
Теперь же авторы статьи для Nature Genetics выяснили, что это не так. Ученые показали, что хотя в сперматозоиде находятся 100 и более митохондрий, они все изначально лишены полноценного генома. Именно это и предотвращает его наследование.
К тому же в мужских половых клетках не оказалось специального белка, который необходим для нормальной работы митохондриальной ДНК — так называемого TFAM, митохондриального фактора транскрипции А.
Сложно сказать, зачем в процессе эволюции возник такой универсальный и строгий запрет на наследование митохондрий от отца. По словам авторов исследования, все дело в повреждениях генома, которые неизбежно возникают в интенсивно работающих митохондриях сперматозоида.
Действительно, ведь эта юркая клетка очень активно плавает, что требует много энергии. Ее обеспечивают те самые митохондрии в основании хвоста сперматозоида, которые от такой «работы на износ» производят множество свободных радикалов и повреждают свой геном.
Едва ли этот дополнительный груз мутаций поспособствует лучшей адаптации потомства. Поэтому эволюция оставила в живых тех животных, зародыши которых получают геном от «простаивающих» митохондрий яйцеклетки. Дело в том, что женская половая клетка живет главным образом за счет окружающих ее питающей клеток.
Значение новой работы не ограничивается общей и эволюционной биологией. Понимание того, как работает «обслуживающий» ДНК митохондрий белок TFAM в сперматозиодах, может помочь с лечением некоторых форм мужского бесплодия.
Ранее тот же коллектив ученых разработал митохондриальную заместительную терапию. Это метод, который позволяет женщинам с опасными мутациями в митохондриальной ДНК родить здорового ребенка. Для этого используется «пересадка» цитоплазмы (а значит, и митохондрий) от здоровой женщины-донора.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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