Овуляция имеет общие клеточные и генетические черты у плодовых мушек и мышей
Исследователи из Университета Коннектикута и Института науки Карнеги сообщают в PLOS Genetics, что ключевой процесс овуляции может регулироваться одним и тем же геном у столь разных организмов, как плодовые мушки (Drosophila) и мыши. Это открытие может дать новое понимание метастазирования рака, проблем фертильности и заболеваний яичников у человека.
Проблема изучения овуляции
Хотя общие сроки и гормоны, участвующие в овуляции человека, известны, точные механизмы, регулирующие выход яйцеклетки из окружающего её фолликула, остаются неясными. Изучать генетику овуляции на мышах с "нокаутированными" генами сложно из-за избыточности генома: родственные гены часто компенсируют функцию друг друга.
Плодовые мушки имеют менее избыточный геном и быстрый жизненный цикл, что делает их удобной моделью. Однако ранее считалось, что из-за огромной эволюционной дистанции между насекомыми и млекопитающими их овуляторные процессы должны кардинально отличаться.
Общие черты у мух и мышей
Исследование под руководством Цзяньцзюня Суня выявило два критически важных сходства:
- Клеточный уровень: После выхода яйцеклетки фолликулярные клетки, блокирующие её путь из яичника, деградируют и отторгаются. Оставшиеся в яичнике клетки желтеют и начинают производить стероидные гормоны, необходимые для фертильности. Этот процесс идентичен у мух и млекопитающих.
- Генетический уровень: Ключевую роль играет фермент Matrix metalloproteinase (Mmp), который, как предполагается, необходим для разрушения внеклеточного матрикса фолликула. У мышей есть 24 гена, кодирующих Mmp, а у плодовых мушек — всего два: mmp1 и mmp2. Учёные обнаружили, что "нокаут" только гена mmp2 снижает уровень ферментов Mmp в яичниках мух и резко уменьшает количество откладываемых яиц. Это первое генетическое доказательство того, что Mmp необходим для овуляции, и его функция, вероятно, консервативна у мух и мышей.
Значение для науки и медицины
Эти сходства указывают, что основы овуляции у животных в целом очень похожи.
"Эволюционное расстояние между мухами и мышами огромно по сравнению с расстоянием между мышью и человеком. Всё, что консервативно у мухи и мыши, скорее всего, консервативно и у человека", — говорит Цзяньцзюнь Сунь.
Это открытие создаёт основу для поиска конкретных генов, необходимых для овуляции у человека. Исследование может найти прямое применение:
- В изучении нарушений фертильности, таких как синдром поликистозных яичников (СПКЯ), при котором овуляция не происходит.
- В понимании механизмов метастазирования рака. Способность раковых клеток покидать исходную опухоль может быть связана с ферментом Mmp, что в перспективе может помочь в разработке терапии, блокирующей распространение рака.