Репродуктивные выделения вызывают овуляцию

Яйцеклетки производятся в яичнике долго и являются ценным ресурсом организма. Существует теория, что у тела есть механизмы, помогающие яичнику обеспечить попадание яйцеклетки в репродуктивный тракт в нужное время для максимизации шансов успешного оплодотворения.

Новое исследование Аллана Спредлинга и Цзяньцзюня Суна из Института Карнеги пролило свет на этот процесс, изучая овуляцию и оплодотворение у плодовых мушек. Они обнаружили, что выделения специальных желёз в репродуктивном тракте мухи способствуют как овуляции, так и функции сперматозоидов. Эта секреция контролируется геном рецептора гормона Hr39. Их результаты позволяют предположить, что Lrh-1 — близкородственный ген рецептора у млекопитающих — также регулирует овуляцию, контролируя выделения репродуктивного тракта. Результаты опубликованы в eLife.

Исследование демонстрирует, как фундаментальные биологические процессы в определённых тканях человека часто схожи с процессами в аналогичных тканях у столь разных видов, как насекомые. Это сходство — следствие общей эволюционной истории почти всех многоклеточных организмов. Благодаря этому, изучая генетически модифицированных мух, можно идентифицировать гены и пути, контролирующие процесс (например, овуляцию), а затем найти соответствующие гены у других видов, включая человека, с помощью секвенирования генома.

Используя такой подход, учёные ранее охарактеризовали развитие желёз в яичнике мухи. Они создали мух с количеством секреторных клеток от нуля до нормальных ~200, а также взрослых особей, у которых функцию этих клеток можно было включать или выключать по желанию. Создание аналогичных мышей было бы гораздо более сложной и долгой задачей, а с людьми такие исследования невозможны.

С помощью этих инструментов исследователи подтвердили, что одна из важных ролей выделений репродуктивного тракта — защита и хранение сперматозоидов. Для этого требуется не менее 25 секреторных клеток. Их продукты привлекают сперматозоиды к железам, где те могут безопасно сохраняться. Похожее хранение происходит в области маточной трубы человека, называемой перешейком (isthmus). Сперматозоиды человека сохраняются там несколько дней, а у мух — неделю и более. Если выработка секреции нарушена, сперматозоидам трудно достичь желёз, а те, что достигают, претерпевают аномальные изменения.

Изучаемый секреторный «механизм» может позволять репродуктивному тракту сигнализировать яичнику о готовности принять яйцеклетку. Ожидание такого сигнала перед её высвобождением может снизить риск того, что яйцеклетка не попадёт в тракт или окажется там до появления активных сперматозоидов.

Интересно, что работа показывает: за овуляцию отвечают другие выделения, нежели за привлечение и хранение сперматозоидов. Идентификация конкретных продуктов секреторных клеток (и соответствующих генов), необходимых для успешной овуляции, стала бы важным шагом в понимании этого всё ещё загадочного процесса.

Исследование может быть связано с одной из самых распространённых форм рака яичников, который, как недавно выяснилось, происходит из аномалий в секреторных клетках репродуктивного тракта. Гены и пути, которые клетки используют для нормального функционирования, часто становятся мишенями для изменений, ведущих к росту раковых клеток. Таким образом, эта работа должна стимулировать изучение роли таких генов, как Lrh1, в этом разрушительном заболевании.