Η μελέτη στοχεύει να κατανοήσει πώς δομείται η γυναικεία γονιμότητα σε μοριακό επίπεδο

Η μελέτη στοχεύει να κατανοήσει πώς δομείται η γυναικεία γονιμότητα σε μοριακό επίπεδο

Η γονιμότητα είναι πεπερασμένη για τα θηλυκά θηλαστικά. Από τη γέννηση, οι γυναίκες διαθέτουν περιορισμένο αριθμό αρχέγονων ωοθυλακίων, συλλογικά γνωστά ως αποθεματικό των ωοθηκών. Μέσα σε κάθε ωοθυλάκιο υπάρχει ένα ωάριο, το οποίο τελικά γίνεται ωάριο. Αλλά καθώς γερνάμε, τα ωοθυλάκια στο αποθεματικό των ωοθηκών μειώνονται.

Παρά τη θεμελιώδη σημασία του, η κατανόησή μας για το πώς δημιουργείται και διατηρείται το απόθεμα των ωοθηκών παραμένει φτωχή».

Satoshi Namekawa, Καθηγητής, Τμήμα Μικροβιολογίας και Μοριακής Γενετικής, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ντέιβις

Οι ερευνητές ορίζουν τον επιγενετικό μηχανισμό που ρυθμίζει τη δομή και τη λειτουργία του αποθέματος των ωοθηκών των θηλαστικών και παρέχει μοριακές γνώσεις για την αναπαραγωγική υγεία και τη διάρκεια ζωής των γυναικών σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 10 Αυγούστου στο Nature Communications. Η επιγενετική αναφέρεται σε αλλαγές που επηρεάζουν τον τρόπο λειτουργίας των γονιδίων χωρίς να αλλάζουν το ίδιο το DNA. Οι κύριοι επιστήμονες στο έγγραφο περιλαμβάνουν τον Namekawa, τον επιστήμονα του έργου Mengwen Hu και τους καθηγητές του UC Davis, Richard Schultz και Neil Hunter.

«Στις γυναίκες άνω των 35 ετών, παρατηρείται μείωση της γονιμότητας», είπε ο Namekawa. «Η μελέτη μας θα μπορούσε να μας δώσει τη βάση για να κατανοήσουμε πώς η γυναικεία γονιμότητα εδραιώνεται και διατηρείται σε μοριακό επίπεδο και γιατί μειώνεται με την ηλικία».

Διακοπή της αρχικής παραγωγής

Όταν δημιουργηθεί το απόθεμα των ωοθηκών, όλα τα ωάρια στα αρχέγονα ωοθυλάκια σταματούν την ανάπτυξή τους και μπορούν να παραμείνουν σε τέτοια ακινητοποιημένη κατάσταση για δεκαετίες.

«Η γονιμότητα υποστηρίζεται από αυτά τα ακινητοποιημένα ωοκύτταρα», είπε ο Namekawa, σημειώνοντας ότι ένας μέχρι τώρα άγνωστος μοριακός μηχανισμός σταματά την ανάπτυξη. "Το κύριο ερώτημα είναι πώς μπορούν αυτά τα κύτταρα να διατηρηθούν για δεκαετίες; Αυτό είναι ένα μεγάλο ερώτημα. Δεν μπορούν να διαιρεθούν, δεν μπορούν να αναπαραχθούν, απλώς κάθονται ήσυχα στις ωοθήκες για δεκαετίες. Πώς είναι δυνατόν;"

Χρησιμοποιώντας μεταλλαγμένα ποντίκια, η ομάδα διαπίστωσε ότι η διακοπή αυτής της μεταβατικής φάσης ωοκυττάρου μεσολάβησε μια ομάδα πρωτεϊνών που ονομαζόταν Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1).

Μια μοριακή κατανόηση της γονιμότητας

Η PRC1 καταστέλλει την αναπτυξιακή διαδικασία που ονομάζεται μείωση, η οποία συμβαίνει πριν από τη δημιουργία του αποθέματος των ωοθηκών, εξασφαλίζοντας έτσι ένα σωστό πρόγραμμα γονιδιακής έκφρασης στο απόθεμα των ωοθηκών. Όταν η ομάδα δημιούργησε μεταλλάγματα ποντικών με εξαντλημένο μηχανισμό PRC1, διαπίστωσε ότι δεν μπορούσε να δημιουργηθεί απόθεμα ωοθηκών και τα κύτταρα υπέστησαν κυτταρικό θάνατο.

«Δείχνουμε ότι η υπό όρους διαγραφή PRC1 οδηγεί σε ταχεία εξάντληση και στειρότητα των ωοθυλακίων», είπε ο Namekawa. «Αυτά τα αποτελέσματα εμπλέκουν έντονα το PRC1 στην κρίσιμη διαδικασία διατήρησης του επιγονιδιώματος των αρχέγονων ωοθυλακίων κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης ανακοπής, η οποία μπορεί να διαρκέσει έως και 50 χρόνια στους ανθρώπους».

Σύμφωνα με τον Namekawa και τους συνεργάτες του, τα ελαττώματα στη λειτουργία PRC1 θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην εξήγηση των περιπτώσεων πρόωρης ωοθηκικής ανεπάρκειας και στειρότητας στους ανθρώπους.

«Τώρα που ανακαλύψαμε ότι αυτή η επιγενετική διαδικασία είναι το κλειδί για την εγκαθίδρυση, το επόμενο ερώτημα είναι, μπορούμε να αποκαλύψουμε έναν πιο λεπτομερή μηχανισμό αυτής της διαδικασίας;» είπε ο Namekawa. «Πώς μπορεί να διατηρηθεί το απόθεμα των ωοθηκών για δεκαετίες;»

Άλλοι συγγραφείς της εργασίας περιλαμβάνουν: στο UC Davis, Yu-Han Yeh, Yasuhisa Manukata και Hironori Abe. Akihiko Sakashita and So Maezawa, Cincinnati Children's Hospital Medical Center; Miguel Vidal, Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas, Μαδρίτη, Ισπανία; και Haruhiko Koseki, RIKEN Center for Allergy and Immunology, Yokohama, Ιαπωνία. Το έργο υποστηρίχθηκε με επιχορηγήσεις από το NIH.

Πηγή:

Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια – Ντέιβις

Αναφορά:

Hu, Μ. et αϊ. (2022) Απαιτείται επιγενετικός προγραμματισμός με τη μεσολάβηση PRC1 για τη δημιουργία αποθεματικών ωοθηκών. Επικοινωνία με τη φύση. doi.org/10.1038/s41467-022-31759-6.

.