Белок ATM регулирует репарацию ДНК при образовании сперматозоидов

Исследователи обнаружили, что каскадная активация нескольких молекул, запускаемая белком ATM, регулирует репарацию ДНК в процессе мейоза — деления клеток, в результате которого образуются сперматозоиды.

В экспериментах с генетически модифицированными мышами учёные наблюдали, что при устранении или снижении активации белка ATM сперматоциты (предшественники сперматозоидов) с разрывами в геноме не блокируют свой клеточный цикл и теряют способность к развитию, поскольку не могут правильно восстановить повреждения ДНК.

Таким образом, мутации, затрагивающие сигнальный путь, зависящий от белка ATM, а также лекарства, ингибирующие функцию этого пути (например, некоторые противоопухолевые препараты), могут вызывать проблемы с фертильностью у людей.

Роль в мейозе и контроле клеточного цикла

Известно, что белок ATM — одна из ключевых белков, участвующих в репарации ДНК в соматических клетках. Данное исследование, опубликованное в PLOS Genetics, показывает, что в случае мейотических клеток, таких как сперматоциты, сигнальный путь белка ATM также участвует в системе контроля прогрессии клеточного цикла в ответ на повреждение ДНК, что ранее не было известно.

В начале мейоза половые клетки намеренно генерируют множественные двуцепочечные разрывы по всему геному. Репарация этих разрывов в процессе гомологичной рекомбинации позволяет гомологичным хромосомам спариваться и обеспечивает их сбалансированную сегрегацию во время мейотического деления. Это предотвращает образование гамет с неправильным числом хромосом, что может привести к хромосомным нарушениям (например, синдрому Дауна) или спонтанным абортам.

Поскольку ошибки репарации разрывов ДНК могут вызвать нестабильность генома, этот процесс находится под строгим контролем. Ключевое значение имеют механизмы, способные обнаруживать ошибки, останавливать клеточный цикл для устранения повреждений или, при невозможности репарации, элиминировать повреждённую клетку.