20 октября
РНФ

Укороченный ген оставил самцов мух без потомства

4.4

Биологи выяснили, что три четверти самцов дрозофил становятся бесплодными, если нуклеотидная матрица, с которой синтезируется белок Orb2, теряет свой «хвост». В результате не происходит созревание сперматозоидов. Поскольку базовые механизмы образования половых клеток у дрозофил и человека похожи, эти результаты помогут объяснить некоторые причины мужского бесплодия и найти способ его лечения.

Укороченный ген оставил самцов мух без потомства / ©Getty images

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Development. У многих организмов, включая человека, разнообразные биологические процессы, такие как развитие зародыша и созревание мужских и женских половых клеток, регулируются белками семейства СРЕВ. У дрозофилы это семейство представлено двумя белками: Orb и Orb2, при этом первый выполняет, в основном, «женские» функции, а второй — «мужские».

Кроме того, что белки СРЕВ управляют синтезом других белков, они осуществляют саморегуляцию, то есть контролируют свое собственное расположение и количество в клетке. Это происходит благодаря тому, что их мРНК — матрица, с которой синтезируются белки, — имеет на конце особый участок — 3’-нетранслируемую область (3’НТО). Благодаря наличию в этой области специальных зон посадки (СPE), на нее могут садиться белки CPEB, и тогда они вместе с мРНК доставляются в ту область клетки, где они должны работать.

Научная группа из Института биологии гена РАН (Москва), Национального научного центра морской биологии имени А. В. Жирмунского (Владивосток), Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (Москва) с коллегами из Принстонского университета (США) изучили роль 3’НТО-«хвоста» гена orb2 в созревании сперматозоидов у дрозофил, «вырезав» эту последовательность методом редактирования генома CRISPR/Cas9.

Нарушение локализации белка Orb2 и его мРНК в месте формирования
жгутика сперматиды / ©Gilmutdinov et al. / Development, 2021

Выяснилось, что такая операция привела к тому, что 75 процентов мух стали бесплодными. Причиной было то, что у них нарушилось развитие сперматид — клеток-предшественников сперматозоидов. На ранних этапах сперматида представляет собой округлую неподвижную клетку, затем у нее формируется жгутик (хвост), и она становится сперматозоидом.

Биологи выяснили, что у мух с укороченной мРНК гена orb2 неправильно образовывался жгутик, который впоследствии должен был обеспечивать подвижность сперматозоидов. Это происходило потому, что белок Orb2 и его мРНК находились не в той части сперматид, где они работают в норме. Это говорит о том, что 3’НТО гена orb2 необходима для правильной доставки его мРНК и белка в сперматидах, а если ее удалить, эти важные регуляторы сперматогенеза не попадут в нужное место.

«Семейство белков СРЕВ очень консервативно — они схожим образом контролируют созревание половых клеток у разных организмов. Например, у человека нарушение гена СРЕВ1 вызывает синдром истощения яичников, ведущий к бесплодию. Наши данные показали ключевую роль саморегуляции orb2 в процессе сперматогенеза у дрозофил. Полученные выводы помогут в изучении роли белков CPEB в этом процессе и у человека, что, несомненно, имеет важное медицинское значение», — рассказывает Рудольф Гильмутдинов, младший научный сотрудник Института биологии гена РАН. 

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.
24 ноября
Ольга Иванова

Исследование международного коллектива специалистов пролило свет на внезапное похолодание, произошедшее 34 миллиона лет назад и способствовавшее образованию антарктических ледяных щитов.

Вчера, 14:21
Ольга Иванова

Исследовательская группа из Великобритании провела эксперимент и выяснила, какие факторы могут быть причиной удовольствия, получаемого от объятий.

Позавчера, 11:34
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

23 ноября
Мария Азарова

Международная команда ученых на примере более чем 30 тысяч жителей Западной Европы и США оценила связь между возникновением сердечной недостаточности и приемом аспирина.

21 ноября
Александр Березин

Зачем Россия во время испытания нового оружия создала кучу обломков, угрожающих МКС? Верно ли, что подобные действия сделают ближний космос непригодным к использованию? Naked Science рассказывает, почему ответы на оба эти вопроса — совсем не такие, как кажется.

20 ноября
Алиса Гаджиева

Черная смерть (вторая большая европейская пандемия чумы), которая собирала свой урожай с XIV по XIX век, убила, по, некоторым оценкам, до 60% населения Европы времен Столетней войны. А в VI веке с ее предшественницей столкнулась бурно развивающаяся после многих десятилетий кризиса Восточная Римская империя. Византия устояла, несмотря на гибель десятков процентов населения. Но первая чума нанесла по ней ужасающий удар — не дав вернуть былое могущество. Некоторые предполагают, что империя выжила, так как пандемия была «несущественной». Naked Science разбирается, насколько верно это утверждение.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

28 октября
Мария Азарова

Все образцы продукции популярных ресторанов быстрого питания, протестированные американскими учеными, содержали один или несколько видов фталатов либо других пластификаторов.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: