Белки-долгожители в яичниках могут быть ключом к фертильности
Самки млекопитающих, включая человека, рождаются со всем запасом яйцеклеток. Из 1–2 миллионов клеток у женщины лишь около 400 созревают до менопаузы и могут быть оплодотворены. Некоторые яйцеклетки должны сохранять функциональность на протяжении нескольких десятилетий.
Как показали эксперименты на мышах, проведённые исследователями из Гёттингена (Германия), в этом процессе, по-видимому, важную роль играют чрезвычайно долгоживущие белки в яичниках. Они помогают поддерживать фертильность как можно дольше.
«Яйцеклетки должны сохраняться на протяжении всего репродуктивного периода жизни женщины, чтобы развиться в здоровые эмбрионы», — объясняет Мелина Шу, директор Института мультидисциплинарных наук им. Макса Планка. Даже у мышей, которые могут размножаться чуть больше года, срок жизни яйцеклеток намного превышает среднюю продолжительность жизни белков.
Большинство белков в живых клетках обновляется за несколько дней. Однако скорость деградации зависит от типа клетки и функции белка.
Команда Шу совместно с группами Юлиане Липе и Хеннинга Урлауба количественно исследовала, насколько распространены долгоживущие белки в яичниках. В своей работе учёные объединили биохимические и молекулярные методы с математическим моделированием. Исследование опубликовано в журнале Nature Cell Biology.
«Такой междисциплинарный подход позволил нам наблюдать белки в яичниках и ооцитах мышей на разных стадиях жизни и определять их возраст», — говорит Липе. Учёные также проанализировали, как меняется количество белков со временем, составив инвентарь почти из 8900 белков яичника.
Долгоживущие белки в яичниках
Результат: яичники содержат чрезвычайно высокое количество долгоживущих белков — больше, чем другие ткани, включая мозг. Эти стабильные белки обнаружены не только в самих яйцеклетках, но и в других соматических клетках яичника.
«Многие из долгоживущих белков выполняют защитные функции, например, репарацию ДНК или защиту клеток от повреждений», — поясняет Урлауб. Эти молекулярные «помощники» — шапероны — предотвращают агрегацию неправильно свёрнутых белков, которая может нарушить клеточные процессы.
Эксперименты показали, что шапероны в яичнике чрезвычайно стабильны и предотвращают агрегацию дольше, чем, например, в мозге. Также особенно стабильны белки в митохондриях яйцеклетки. Поскольку митохондрии передаются от матери к потомству, важно, чтобы эти органеллы оставались здоровыми.
Снижение уровня белков-долгожителей с возрастом
«Однако концентрация многих долгоживущих белков в яичнике и яйцеклетках снижается с возрастом. В то же время белки, связанные с острым воспалением или иммунным ответом, со временем увеличиваются», — сообщает Шу. Это согласуется с предыдущими данными о том, что воспалительные реакции чаще встречаются в яичниках пожилых женщин.
«Сложная белковая сеть яичника меняется. Постепенное исчезновение долгоживущих белков из яичников и яйцеклеток может объяснить, почему фертильность у самок млекопитающих снижается после определённого возраста».