Наследственная программа спермы существенно меняется с возрастом и под воздействием загрязнений окружающей среды — Naked Science
8 минут
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, 17:59
6 минут
Мария Азарова

Благодаря детским костям, покоившимся на протяжении более чем 78 тысяч лет в одной из пещер Кении, ученым удалось наконец узнать, как обращались с телами умерших в Африке.

7 часов назад
9 минут
ТГУ

Ученые Биологического института Томского государственного университета совместно с коллегами из СибГМУ исследуют зараженность животных и людей в Сибири описторхозом. Основная задача – выяснить, какие звенья играют главную роль в распространении заболевания, чтобы на основе этих данных разработать способы мониторинга и профилактики. Некоторые аспекты проблемы уже удалось понять.

Вчера, 21:01
5 минут
Илья Ведмеденко

Американцы потерпели неудачу во время испытательного запуска межконтинентальной баллистической ракеты Minuteman III. Причину только предстоит выяснить.

1 мая
37 минут
Александр Березин

Бразильское агентство по наблюдению за здоровьем граждан (ANVISA) заявило, что нашло в вакцине «Спутник-V» некий живой вирус. Что оно имеет в виду и почему более авторитетные западные игроки не выявили подобных причин для беспокойства? Есть и другие поводы для обеспокоенных вопросов. Обе массовые западные аденовирусные вакцины от Covid-19 вызывают необычные тромбы, которые уже имели смертельные исходы. Правы ли те, кто ожидает таких же побочных эффектов от «Спутника», и почему их в этом случае еще ни разу не смогли найти?

2 мая
62 минуты
Николай Цыгикало

Знаменитый ракетный комплекс «Искандер» стал одним из символов российской военной мощи. Он не покидает центра внимания экспертов и средств массовой информации, а его тактико-технические характеристики приводятся в каждом информационном ресурсе военной тематики. Но цифры цифрами, а что за ними? Посмотрим на работу «Искандера» с разных сторон, чтобы разобраться в принципах действия и логике конструктивных решений. Тогда глубина понимания позволит пройти дальше одних лишь цифр ТТХ, и при всей важности они окажутся не на первом месте. Наш материал — самый полный рассказ о работе «Искандера» в открытом доступе.

Позавчера, 15:24
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Финляндии определили причины того, почему «собака бывает кусачей» по отношению к человеку и другим животным.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: