Новости и мнения

Суррогатные гены позволяют воспроизводить

Увеличение экспрессии двух генов из не-Y-хромосом восстанавливает сперматогенез у мышей-самцов, у которых отсутствуют Y-хромосомы.

У самцов мышей без Y-хромосом двух генов из других хромосом достаточно для восстановления образования сперматозоидов, которые могут успешно оплодотворить яйцеклетку с помощью методов вспомогательной репродукции. Результаты, опубликованные сегодня (28 января) в Science , предполагают, что эти два гена и их аналоги Y-хромосомы могут быть функционально избыточными.

Это последнее исследование, проведенное Моникой Уорд из Гавайского университета и ее коллегами, основано на исследовании группы, проведенном в 2014 году, которое показало, что ограничение функций Y-хромосомы двумя генами, Sry и Eif2s3y, было достаточным для генерации сперматозоидов, которые функционировали с помощью вспомогательных методов размножения. ,

Настоящее исследование «помогает нам лучше понять механизмы фертильности», сказал Ричард Берингер из Онкологического центра им. М. Д. Андерсона, который не участвовал в работе. «В первой статье они выяснили. , , минимальная Y-хромосома, которую нужно сделать самцу. В этой статье они говорят: «Ну, если мы обойдем эти Y-гены и пойдем вниз по течению, сможем ли мы сделать мужчину?»

Эти два гена являются хорошо известными мужскими детерминантами у мышей. Sry запускает формирование яичек в раннем возрасте, а Eif2s3y позже инициирует сперматогенез, позволяя гаметам созревать. Чтобы обойти функции этих генов, Уорд и ее коллеги сначала обратились к Sox9, нижестоящей мишени, через которую Sry оказывает свое влияние.

Исследователи выразили Sox9 как трансген у мышей XY, у которых отсутствовала эндогенная Y-хромосома Sry, но у которых был функциональный Eif, и обнаружили, что эти животные развивались как фертильные самцы. Затем команда заменила Eif2s3y на Eif2s3x – ее гомолог Х-хромосомы – у животных, у которых функция Sry была заменена трансгенным Sox9. Наконец, исследователи экспрессировали трансгены Sry и Eif2s3x у мышей XO, у которых полностью отсутствуют Y-хромосомы. Затем команда сравнила этих трансгенных мышей с нормальными самцами XY, изучив экспрессию генов, развитие яичек, а также выработку и созревание сперматозоидов.

«Мы знали, что манипулирование Sox9 может привести к развитию самок мышей XX как самцов», – сказал Уорд The Scientist . «Но в большинстве предыдущих исследований люди в основном изучали развитие яичек во время раннего роста, но в действительности не смотрели на то, что происходит в яичках зрелых мужчин при фертильности».

Исследователи обнаружили, что, хотя у большинства мышей XO с трансгенными Sox9 и Eif2s3x были дефекты яичка и нет половых клеток, у 13 из 48 животных (27 процентов) развивались круглые сперматиды. Эти зародышевые клетки не созрели для образования сперматозоидов с хвостами, но при введении в яйцеклетку могли успешно оплодотворить женские половые клетки и привести к появлению эмбрионов.

Команда Уорда также установила, что способность образовывать сперматозоиды коррелирует с уровнями трансгенов Eif2s3y или Eif2s3x : одной дозы гомолога гомолога Х-хромосомы гена недостаточно для компенсации функции гена Y-хромосомы. По словам Уорда, добавление пяти-семи копий трансгена Eif2s3x более точно имитирует ген Y-хромосомы.

В целом, результаты служат поддержкой предыдущей работе команды, сказал Хамфри Ханг-Чанг Яо из Национального института наук о здоровье окружающей среды, который не принимал участия в исследовании. «Исключением является то, что кажется, что X-связанный ген Eif2s3x не так силен, как его Y-связанный аналог в своей способности вызывать сперматогенез», – сказал он. «Это главное различие между двумя выводами».

По мнению Яо, точно, как опосредованы эффекты дозировки, остается неясным. Поскольку два гена тесно связаны друг с другом по последовательности, необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, как уровни РНК и белка изменяются в результате трансгенной экспрессии.

По словам Уорда, дополнительные исследования других наследственных пар гомологов гена XY могут помочь ученым определить, выполняют ли такие гены сходные роли или даже заменяют друг друга.

«Интересно рассмотреть с эволюционной точки зрения, потому что современная теория гласит, что гены Y-хромосомы вырождаются, а Х-хромосома компенсирует это», – сказал Уорд. «Но для этой конкретной пары генов Y-гомолог является сильным».

Y. Yamauchi et al., «Два гена заменяют Y-хромосому мыши для сперматогенеза и размножения», Science, doi: 10.1126 / science.aad1795, 2016.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *