Крошечные черви помогают учёным лучше понять фертильность
Новое исследование Орегонского университета на крошечных червях C. elegans напрямую сравнивает процессы формирования сперматозоидов и яйцеклеток, показывая, как одни и те же «строительные блоки» используются по-разному. Работа лаборатории биолога Дианы Либуды опубликована 5 октября в журнале eLife.
Почему именно черви?
- У млекопитающих сложно изучать развитие яйцеклеток и сперматозоидов параллельно: сперматогенез идёт непрерывно, а формирование яйцеклеток начинается ещё во внутриутробном периоде.
- C. elegans производят и яйцеклетки, и сперматозоиды на протяжении всей жизни, что позволяет их напрямую сравнивать.
- Большинство белков, участвующих в фертильности червей, есть и у человека.
- Черви прозрачны, а около 75% их тела посвящено производству половых клеток, что делает процесс видимым под микроскопом.
Новый метод визуализации
Кори Кан, постдок в лаборатории Либуды, разработала методику иммобилизации червей под микроскопом. Используя ген, контролирующий движение, и растительный гормон, исследователи смогли наблюдать за живым развитием половых клеток на протяжении всей жизни животного, после чего черви быстро восстанавливали подвижность.
Ключевое открытие: различия в мейозе
И яйцеклетки, и сперматозоиды образуются в процессе мейоза, включающего рекомбинацию — обмен участками между хромосомами. Известно, что скорость рекомбинации и её чувствительность к температуре различаются у разных полов.
Исследователи изучили структуру, которая формируется во время рекомбинации и действует как скоба, удерживая хромосомы на месте. Оказалось, что одни и те же белки участвуют в построении этой структуры и в сперматогенезе, и в оогенезе, но используются в разных количествах.
Эта разница влияет на то, как структура удерживает хромосомы, что помогает объяснить различную скорость рекомбинации. Это также может объяснить, почему при высоких температурах эта «скоба» разрушается в развивающихся сперматозоидах, но не в яйцеклетках.
Значение исследования
- Работа подчёркивает важность сравнительных исследований развития сперматозоидов и яйцеклеток.
- Понимание нормального течения этих процессов помогает выяснить, что идёт не так в случаях бесплодия.
- Следующим важным шагом является более глубокое изучение влияния температуры на формирование половых клеток.
«Это исследование начинает приоткрывать дверь к пониманию этих специфичных для пола различий», — говорит Кори Кан.