Біологи з’ясували, що три чверті самців дрозофіл стають безплідними, якщо нуклеотидна матриця, з якою синтезується білок orb2, втрачає свій «хвіст». В результаті не відбувається дозрівання сперматозоїдів. Оскільки базові механізми утворення статевих клітин у дрозофіл і людини схожі, ці результати допоможуть пояснити деякі причини чоловічого безпліддя і знайти спосіб його лікування. Результати дослідження, підтриманого грантом російського наукового фонду (рнф), опубліковані в журналі development.
У багатьох організмів, включаючи людину, різноманітні біологічні процеси, такі як розвиток зародка і дозрівання чоловічих і жіночих статевих клітин, регулюються білками сімейства срев. У дрозофіли це сімейство представлено двома білками: orb і orb2, при цьому перший виконує, в основному, «жіночі» функції, а другий — «чоловічі». Крім того що білки срев керують синтезом інших білків, вони здійснюють саморегуляцію, тобто контролюють своє власне розташування і кількість в клітині. Це відбувається завдяки тому, що їх мрнк — матриця, з якою синтезуються білки, — має на кінці особливу ділянку — 3′-нетрансльовану область (3’нто). Завдяки наявності в цій області спеціальних зон посадки( сре), на неї можуть сідати білки cpeb, і тоді вони разом з мрнк доставляються в ту область клітини, де вони повинні працювати.
Наукова група ізінституту біології гена ран( москва), національного наукового центру морської біології імені а. В. Жирмунського (владивосток), першого московського державного медичного університету імені і. М. Сеченова, національного дослідницького центру ” курчатовський інститут “(москва) з колегами з прінстонського університету (сша) вивчили роль 3’нто-«хвоста» гена orb2 в дозріванні сперматозоїдів у дрозофіл, «вирізавши» цю послідовність методом редагування генома crispr/cas9.
З’ясувалося, що така операція призвела до того, що 75% мух стали безплідними. Причиною було те, що у них порушився розвиток сперматид — клітин-попередників сперматозоїдів. На ранніх етапах сперматіда являє собою округлу нерухому клітину, потім у неї формується джгутик (хвіст), і вона стає сперматозоїдом. Біологи з’ясували, що у мух з укороченою мрнк генаorb2 неправильно утворювався джгутик, який згодом повинен був забезпечувати рухливість сперматозоїдів. Це відбувалося тому, що білок orb2 і його мрнк знаходилися не в тій частині сперматид, де вони працюють в нормі. Це говорить про те, що 3’нто гена orb2 необхідна для правильної доставки його мрнк і білка в сперматидах, а якщо її видалити, ці важливі регулятори сперматогенезу не потраплять в потрібне місце.
” сімейство білків срев дуже консервативно-вони схожим чином контролюють дозрівання статевих клітин у різних організмів. Наприклад, у людини порушення гена срев1 викликає синдром виснаження яєчників, що веде до безпліддя. Наші дані показали ключову роль саморегуляції orb2 в процесі сперматогенезу у дрозофіл. Отримані висновки допоможуть у вивченні ролі білків cpeb в цьому процесі і у людини, що, безсумнівно, має важливе медичне значення», — розповідає рудольф гільмутдінов, молодший науковий співробітник інституту біології гена ран.
