Наследственная программа спермы существенно меняется с возрастом и под воздействием загрязнений окружающей среды — Naked Science
15 февраля
РНФ

Наследственная программа спермы существенно меняется с возрастом и под воздействием загрязнений окружающей среды

4.4

Международная группа во главе с российскими учеными узнала, как сперматозоиды крыс меняются с возрастом. У взрослых животных чаще, чем у молодых, происходит метилирование (подавление) участков генов, ответственных за внутриутробное развитие потомства, а значит, позднее отцовство может быть омрачено проблемами со здоровьем следующего поколения. Но если токсичные вещества попадают в организм будущего родителя в перинатальном возрасте, эти различия становятся не такими существенными: у молодых крыс также подавляются участки генов, ответственных за развитие эмбриона. Эти выводы могут иметь значение и для человека.

Наследственная программа спермы существенно меняется с возрастом и под воздействием загрязнений окружающей среды / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в журнале Epigenomics. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (РНФ). «Полученные результаты на животных моделях требуют подтверждения в исследованиях человека. Но если масштабные эпигенетические изменения, связанные с возрастом, обнаружатся и в сперматозоидах мужчин, это послужит серьезным доводом в поддержку предостережения “отложенного отцовства” в современном обществе», — говорит Олег Сергеев, кандидат медицинских наук, руководитель проекта по гранту РНФ, руководитель группы эпигенетической эпидемиологии Научно-исследовательского института физико-химической биологии (НИИ ФХБ) имени А. Н. Белозерского МГУ.

В современном мире остается актуальной проблема мужского бесплодия: этим недугом страдают около 10–20 процентов мужчин репродуктивного возраста. Кроме того, в последние 50 лет наблюдается общее снижение количества сперматозоидов в сперме мужчин западных стран, что связано со стрессом, неправильным питанием, воздействием загрязнителей окружающей среды, в том числе влиявших на родителей мужчин.

Усугубляет ситуацию тот факт, что люди все чаще откладывают рождение детей: сказывается экономическая нестабильность, стремление достичь карьерных высот, рост ожидаемой продолжительности жизни и многое другое. Хотя самообновление первичных половых клеток позволяет производить сперматозоиды всю жизнь, нормальному протеканию этого процесса препятствует накопление генетических и эпигенетических ошибок.

Ход эксперимента: беременные крысы были подвергнуты воздействию токсичного вещества; у созревших детенышей мужского пола взяты образцы спермы для анализа / ©Pilsner et al. / Epigenomics, 2021

Эпигенетические изменения включают в себя химические модификации ДНК, которые не затрагивают саму нуклеотидную последовательность молекулы. Обычно они направлены на адаптацию организма к меняющимся условиям окружающей среды, но иногда носят губительный характер.

Все дело в специфике участков, где это происходит. Например, метилирование определенных участков ДНК сперматозоидов может быть связано с такими последствиями у потомства, как лейкемия, аутизм, синдром дефицита внимания и даже мертворождение. Это объясняется тем, что присоединение метильной группы к нуклеотиду цитозину в гене приводит к подавлению последнего.

Ученые из НИИ ФХБ имени А. Н. Белозерского МГУ вместе с коллегами решили проанализировать, как возраст влияет на метилирование ДНК. Для этого они собрали и изучили сперму самцов крыс на 65-й и 120-й день после рождения, что примерно соответствует подростковому и зрелому возрасту у людей. Кроме того, для исследования влияния загрязнителей одну из групп животных подвергли воздействию токсичного вещества в перинатальном периоде, охватывающем поздние стадии внутриутробного развития плода, роды и первые дни после рождения.

В результате исследования выяснилось, что в позднем возрасте происходит активное метилирование ДНК спермы на участках, ответственных за развитие эмбриона, в том числе его мозга. Следовательно, позднее отцовство может быть омрачено проблемами со здоровьем потомков. Среди крыс, подвергнутых воздействию такого загрязнителя окружающей среды как ингибитор («подавитель») горения тетрабромдифениловый эфир, метилирование было выше у крыс-подростков, чем у взрослых.

Таким образом, своеобразное «эпигенетическое старение» молодых особей сблизило их показатели метилирования ДНК спермы с таковыми у зрелых крыс. При этом возрастные модификации ДНК оказались схожими с изменениями малой некодирующей РНК, исследованными учеными прежде: в обоих случаях основному воздействию подверглись одни и те же гены, также наблюдался эффект сближения показателей у крыс разных возрастов при воздействии токсичного вещества.

«В дальнейшем предстоит проанализировать такие молекулярные механизмы, как модификация гистонов, замена гистонов на протамины и окислительный стресс, что позволит лучше понять эпигенетические изменения, вызванные возрастом и внешней средой», — подводит итог Александр Суворов, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник группы эпигенетической эпидемиологии НИИ ФХБ имени А. Н. Белозерского МГУ.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
Вчера, 20:38
Илья Ведмеденко

Российские судостроители спустили на воду головное скоростное пассажирское судно на подводных крыльях «Метеор 120Р». Предполагается, что оно ни в чем не уступает зарубежным аналогам.

3 часа назад
Мария Азарова

Канадские ученые выяснили, что у больных с коронавирусом значительно повышен уровень белка галектина-9 в плазме крови. Они также обнаружили корреляцию между концентрациями Gal-9 и провоспалительными цитокинами, высвобождение которых приводит к цитокиновому шторму.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: