Японские исследователи из Университета Кумамото обнаружили гены, влияющие на мейоз — вид деления, характерный для половых клеток. Нарушения в этом процессе приводят к бесплодию, и, если научиться с ними бороться, многих подобных случаев удастся избежать, считают ученые. Исследование было опубликовано в журнале Developmental Cell.
При митозе, делении соматических клеток, клетка удваивает свою генетическую информацию и делит ее поровну, образуя две копии исходной клетки. Мейоз начинается так же, как митоз, однако затем клетка делится на четыре генетически разные зародышевые клетки, каждая из которых несет половину генетического материала исходной клетки. Механизм, который приводит к этому переходу, давно интересует ученых.
Группа исследователей, экспериментируя на мышах, смогла выделить новые гены мейозин и STRA8, которые контролируют процесс перехода от митоза к мейозу. Мейозин активируется в строго определенное время, непосредственно перед началом мейоза в гонадах. Если искусственно деактивировать его, и самцы, и самки станут бесплодны.
Специфическая роль STRA8 пока до конца не ясна, но очевидно, что он действует вместе с мейозином, играя центральную роль в запуске мейоза.
Бесплодие у людей нельзя объяснить примерно в трети случаев. Исследователи предполагают, что проблемы в работе мейозина и STRA8 могут быть причиной хотя бы части из них. Хотя исследование проводилось на мышах, эти гены есть и у людей. Кроме того, известно, что ошибки при мейозе яйцеклеток приводят к нарушениям развития плода, например, к синдрому Дауна.
Возможно, своевременное вмешательство и улучшение качества мейоза благотворно скажутся на лечении бесплодия и предупреждении патологий развития плода, считают авторы работы.
Это весьма актуально, потому что возраст зачатия в развитых странах растет, и это сказывается на качестве половых клеток.
«Мы показали, что мейозин — это особый переключатель, которые активирует мейоз, особый тип деления клеток, с помощью которого образуются яйцеклетки и сперматозоиды, — рассказывает профессор Кейитиро Исигуро. — Этот процесс запускает работу сотен генов, однако функции не всех из них до конца известны. Мы очень надеемся, что процессы, связанные с формированием половых клеток, удастся прояснить по мере изучения этих генов. Если в конце концов станет возможно контролировать мейоз, это станет прорывом не только в репродуктивной медицине, но и в сельском хозяйстве и даже в восстановлении популяций редких видов».
Помимо проблем с делением клеток, к бесплодию может привести целый спектр факторов. Так, на качестве сперматозоидов сказывается слишком тесное нижнее белье. Анализ показал, что у мужчин, которые носят боксеры, по сравнению с теми, кто предпочитает плавки или другие трусы обтягивающего покроя, на 25% выше концентрация сперматозоидов в образцах и на 33% больше подвижных сперматозоидов.
Для того, чтобы сперматозоиды обновлялись регулярно, в яичках должна постоянно поддерживаться определенная температура, поясняют ученые. Как правило, она всегда на два градуса ниже температуры тела. Только при таких условиях возможен нормальный сперматогенез. Слишком тесное белье сказывается на температуре яичек не лучшим образом.
В 2017 году ученые обратили внимание, что количество сперматозоидов у мужчин в развитых странах уменьшилось на 52,4%.
Наибольший интерес для исследователей представляли мужчины, от которых еще никто не беременел — они пока были одиноки или слишком молоды. У них концентрация сперматозоидов упала с 99 до 47 млн/мл.
Это тревожные цифры, учитывая, что, согласно критериям ВОЗ, у мужчин с концентрацией сперматозоидов менее 40 млн/мл шансы зачать ребенка ограничены, а при концентрации менее 15 млн/мл естественное зачатие вообще практически невозможно.
Плохое качество спермы говорит не только о возможных проблемах с зачатием, но и об ухудшении мужского здоровья в целом. Малое количество сперматозоидов связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ожирением, раком и в целом более высокими рисками преждевременной смерти. Хотя ожидаемая продолжительность жизни мужчин растет благодаря улучшению санитарных условий, условий питания и достижениям медицины, однажды достигнутый прогресс может обратиться вспять.