Ссавці, включаючи людей, народжуються з усіма ооцитами — клітинами, які дозрівають у яйцеклітини, — які вони коли-небудь матимуть. Але на відміну від безлічі короткоживучих клітин в організмі, деякі ооцити живі і здорові навіть через більш ніж 4 десятиліття. Тепер два нових дослідження на мишах розкривають можливу причину такого довголіття, яке зберігає фертильність і в дорослому віці. Яєчники, де народжуються ооцити, містять білки, які можуть існувати майже так само довго, як і самі тварини, і можуть допомогти ооцитам вижити.
Натхненні нюховими здібностями комах, вчені підключали мозок живих бджіл до електродів, пропускали різні запахи під антени комах, а потім записували сигнали їхнього мозку. «Чітко зрозуміло, як день і ніч, чи реагує [бджола] на хімічну речовину чи ні», — каже Дебаджіт Саха, нейроінженер з Університету штату Мічиган в Іст-Лансінгу.
«Неясно, чи демонструють білки яєчників людини таку ж стійкість. Це було б приголомшливо. Ми говоримо про білки, яким десятки років», які потенційно сприяють новому життю»
У людини 20-тижневий плід жіночої статі зазвичай містить від 6 до 7 мільйонів ооцитів. Більшість з них помирають, але близько 300 000 доживають до статевої зрілості, а близько 1000 живуть до менопаузи у віці близько 50 років. Ооцитам не потрібно жити так довго у мишей, враховуючи їх коротшу тривалість життя, але тварини можуть розмножуватися більше року, набагато довше, ніж середня тривалість життя білка. Клітини переробляють більшу частину молекул протягом декількох днів.
Але не всі білки так швидко розщеплюються. Довгоживучі білки, які зберігаються роками у гризунів і десятиліттями у людей, були виявлені в кришталику ока, хрящах суглобів, мозку та мітохондріях, органелах клітин, що генерують енергію. Вчені також знали про кілька стійких білків в яєчниках, але не знали, наскільки вони поширені.
Щоб з'ясувати це, дві команди, які стояли за новою роботою, використовували схожі стратегії, спрямовані на визначення того, як довго білки залишаються неушкодженими. Обидва годували самок мишей кормом, який містив важку версію вуглецю або азоту. Тварини включали цей важкий елемент у свої білки, як і їхні дитинчата в матці. Незабаром після того, як дитинчата з'явилися на світ, вчені перевели їх на їжу, що містить більш легку і поширену форму вуглецю або азоту. Будь-які білки, вироблені цими гризунами другого покоління до переходу, міститимуть важчий елемент, тоді як білки, виготовлені пізніше, матимуть легшу версію, що дозволить дослідникам оцінити вік білків.
Одна група, очолювана клітинним біологом Меліною Шух з Інституту мультидисциплінарних наук Макса Планка, проаналізувала ооцити 8-тижневих мишей, які перебувають у розквіті репродуктивних функцій. Близько 10% білків у цих клітинах були сформовані, коли тварини були внутрішньоутробними. Щоб визначити, як швидко ці білки розщеплюються, дослідники знову використовували перемикання їжі, щоб позначити білки в яєчниках дорослих особин віком до 15 місяців — похилий вік для мишей. Математичне моделювання показало, що понад 10% білків мали період напіврозпаду — час розпаду 50% молекул — понад 100 днів, що становить приблизно 13% тривалості життя миші. Багато з них перебували в яєчниках протягом більшої частини життя гризунів. Враховуючи, як довго тримаються ооцити у ссавців, для яєчника має великий сенс мати ці довгоживучі білки.
Ева Бомба-Варчак, нейробіолог з Університету Пенсільванії, та її колеги зробили схожі висновки. Коли дослідники проаналізували ооцити 7-місячних мишей, вони виявили, що близько 5% білків ооцитів були синтезовані до або незабаром після народження. До 11-місячного віку гризуни все ще мали майже 10% цієї довгоживучої групи.
«Це обидва добре проведені, вражаючі дослідження від шанованих груп у нашій галузі»
Обидва дослідження також показали, що деякі білки з більшою ймовірністю залишаться, ніж інші. За словами нейробіолога Джеффрі Саваса з Північно-Західного університету, співавтора дослідження eLife, одним з тих, хто виділяється, є ZP3, який важливий, оскільки він також є рецептором на поверхні яйцеклітини, який дозволяє сперматозоїдам проникати всередину. Мітохондрії також були багаті довготривалими білками. Потомство успадковує органели від матері, а міцні білки можуть гарантувати, що мітохондрії будуть міцними, коли вони передаються через яйцеклітину.
« Мати віддає всі мітохондрії наступному поколінню, краще б вони були хорошими»
Дослідники кажуть, що результати не свідчать про очевидні способи підвищення функції яєчників. Але репродуктивний біолог Медичної школи Єльського університету Аманда Каллен каже, що діагностичні тести, засновані на довгоживучому рівні білка, можуть бути цінними для пацієнтів, які турбуються про свою фертильність.
«Навіть якщо я не можу зупинити старіння яєчника, якщо я можу передбачити, хто постаріє швидше, я можу запропонувати щось на кшталт заморожування яйцеклітин.»
Поступове зникнення довгоживучих білків з яєчників може допомогти пояснити, чому фертильність падає після певного віку. Франческа Дункан, репродуктивний біолог з Північно-Західного університету і співавтор дослідження, каже, що спочатку вона думала про протилежне, тому що клітини не можуть змінювати довгоживучі білки, і з часом вони можуть накопичити стільки пошкоджень, що вийдуть з ладу.
«Я вважав, що якщо білок довгоживучий, то він повинен бути поганим»
За матеріалами: Science.org
