Накопление мутаций в ДНК – одна из причин развития возраст-зависимых заболеваний и старения. Половые клетки не являются исключением, и именно поэтому вероятность родить ребенка с генетическими нарушениями с возрастом увеличивается. Однако, как выяснилось, такое «мутационное» старение касается не всей ДНК женских половых клеток
В современном обществе возраст деторождения неуклонно растет, и вместе с ним растет проблема генетических заболеваний. Так, риск рождения ребенка с синдромом Дауна (с «лишней» 21-й хромосомой) увеличивается примерно с 1/1000 в возрасте 30–40 лет до 1/60 после 42 лет.
Речь идет о заболеваниях вследствие появления «новых» мутаций, что случается из-за сбоев при репликации (удвоении) молекулы ДНК. При этом вероятность исправления любых генетических «ошибок» системами репарации
(ремонта) ДНК с возрастом падает из-за воздействия таких внешних
факторов, как химические вещества или радиация. Мутации могут
происходить как во время деления «обычных» соматических клеток, так и при образовании половых клеток с половинным набором хромосом: мужских сперматозоидов и женских яйцеклеток.
При этом не все знают, что наследственный материал (ДНК) содержится
не только в виде хромосом в клеточном ядре. Свой собственный геном имеют
и митохондрии – клеточные органеллы, выполняющие множество
функций, самая известная из которых –продукция энергоемких молекул АТФ.
Геном митохондрий также подвержен мутациям, способным приводить к
тяжелым заболеваниям, которые проявляются обычно в раннем возрасте (чаще
всего поражается нервная система и мышцы).
Митохондрии передаются ребенку только с материнской яйцеклеткой –
большой клеткой с цитоплазмой, где и располагаются эти органеллы.
Соответственно, митохондриальные заболевания также может передать
только мать. Но хотя в некоторых исследованиях и была отмечена
повышенная частота мутаций митохондриальной ДНК у детей, рожденных от
женщин старшего возраста, реальных оценок изменения их частоты не было.
Чтобы закрыть этот пробел, ученые из Австрии, Италии и США определили последовательность митохондриальной ДНК из 80 яйцеклеток, а также крови и слюны 22 клиенток центра репродукции в возрасте от 20 до 42 лет.
Результат оказался неожиданным. Как выяснилось, с возрастом частота
новых мутаций в геноме митохондрий из образцов крови и слюны
увеличивалась, однако в яйцеклетках практически не менялась. А те
немногие мутации, которые в яйцеклетках все же были обнаружены, как
правило, возникали в «некодирующих» участках митохондриальной ДНК, в
которых «не записана» структура белка.
Правда, и здесь не все так просто. Вышесказанное относится к мутациям с высокими аллельными частотами, т.е. к тем, которые чаще встречаются в популяции. Мутации с низкими аллельными частотами, т.е. редкие, оказались распределены по образцам более равномерно.
Ученые делают вывод, что существует механизм, защищающий человеческие
яйцеклетки от накопления митохондриальных мутаций с возрастом.
По-видимому, в яйцеклетках действует частотно-зависимый очищающий отбор, когда, с одной стороны, особи с неблагоприятными признаками
выбраковываются, с другой – низкочастотные мутации подвергаются меньшему
давлению отбора, потому что они слишком редки, чтобы оказать большое
влияние.
Кстати, ранее исследователи обнаружили в яйцеклетках взрослых десятимесячных мышей примерно вдвое более высокие частоты митохондриальных мутаций, чем у мышей в месячном возрасте. А вот у макак-резусов этот показатель увеличивался только до девятилетнего возраста, что
эквивалентно примерно 27 годам для человека. Яйцеклетки же более старых
макак, как и у людей, сохраняли качество своей митохондриальной ДНК.
Возможно, что у женщин, которые моложе участниц исследования, до
какого-то возраста частоты таких мутаций также растут, но это
предположение нуждается в проверке.
Нужно добавить, что в подтверждении нуждаются все выводы этого
исследования, так как они основаны на небольшой выборке, которая к тому
же не охватывает весь женский репродуктивный период. Тем не менее уже
сейчас эта информация может быть полезна женщинам старшего возраста,
планирующим родить ребенка.
Фото: https://images.leadconnectorhq.com
Публикации по теме: