Исследователи из Кельнского университета обнаружили, что радиационные повреждения зрелых сперматозоидов не могут быть устранены, а передаются потомству. Женские половые клетки при этом полностью восстанавливаются и пытаются «исцелять» сперматозоиды.
Ученые использовали нематоды Caenorhabditis elegans в качестве модели для исследования влияния радиации на генетические изменения. Исследование показало, что радиационные повреждения ДНК не препятствуют функционированию сперматозоидов, при этом яйцеклетки при аналогичных повреждениях либо полностью восстанавливаются, либо становятся нежизнеспособными, если повреждение нельзя устранить.
При слиянии яйцеклетки с поврежденным сперматозоидом материнские репарационные белки пытаются восстановить отцовскую ДНК. Но для этой цели используется механизм, который случайным образом объединяет разорванные фрагменты ДНК. Это приводит к большому количеству мутаций, отмечают исследователи.
Эффект воздействия радиации на женские (слева) и мужские (справа) половые клетки на эмбриональную летальность у нематод. При воздействии радиации на женские особи летальность наблюдается в первом поколении (нежизнеспособные яйцеклетки), при этом в будущих поколениях рожденное потомство полностью восстанавливается до нормальных уровней. Воздействие радиацией на мужские особи незначительно увеличивает летальность в первом поколении, но она возрастает в будущих поколениях. Изображение: Siyao Wang et al., Nature
Потомки, полученные в результате такого «восстановления», несут хромосомные повреждения, которые не устраняются стандартными механизмами восстановления ДНК. Соединенные гены удерживаются вместе специфическими гистоновыми белками HIS-24 и HPL-1, которые мешают нормальному восстановлению, добавляют ученые.
Чтобы проверить работает ли аналогичный процесс у людей, исследователи изучили наборы генетических данных, собранных для проектов 1000 Genome Project и Islandic deCODE. Ученые обнаружили в этих наборах те же структурные варианты ДНК или случайно собранные хромосомы. Как и у нематод, хромосомные аберрации специфически передавались от отцов, а не от матерей.
Исследователи отмечают, что такое повреждение потенциально может быть нанесено, например, во время лучевой или химиотерапии. Поэтому при планировании беременности после такого лечения необходимо учитывать возможный риск, который сохраняется в течение двух месяцев, необходимых для создания новой спермы вместо поврежденной.
Читать далее:
17-летний инженер придумал безмагнитный двигатель: его смогут применять в электромобилях
Ударная волна от Солнца открыла трещину в магнитном поле Земли