Укороченный ген оставил самцов мух без потомства
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
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