Celem badania jest zrozumienie, w jaki sposób płodność kobiet jest konstruowana na poziomie molekularnym

Celem badania jest zrozumienie, w jaki sposób płodność kobiet jest konstruowana na poziomie molekularnym

Płodność u samic ssaków jest ograniczona. Od urodzenia kobiety posiadają ograniczoną liczbę pęcherzyków pierwotnych, zwanych rezerwą jajnikową. Wewnątrz każdego pęcherzyka znajduje się oocyt, który ostatecznie przekształca się w jajo. Jednak wraz z wiekiem zmniejsza się liczba pęcherzyków w rezerwie jajnikowej.

Pomimo tego, że ma to fundamentalne znaczenie, nasza wiedza na temat tworzenia i utrzymywania rezerwy jajnikowej pozostaje słaba”.

Satoshi Namekawa, profesor, Katedra Mikrobiologii i Genetyki Molekularnej, Uniwersytet Kalifornijski, Davis

W nowym badaniu opublikowanym 10 sierpnia w Nature Communications naukowcy definiują mechanizm epigenetyczny regulujący strukturę i funkcję rezerwy jajnikowej ssaków oraz dostarczają molekularnego wglądu w zdrowie reprodukcyjne i długość życia kobiet. Epigenetyka odnosi się do zmian wpływających na funkcjonowanie genów bez zmiany samego DNA. Do głównych naukowców biorących udział w artykule należą Namekawa, naukowiec biorący udział w projekcie Mengwen Hu oraz profesorowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis, Richard Schultz i Neil Hunter.

„U kobiet w wieku powyżej 35 lat obserwuje się spadek płodności” – powiedział Namekawa. „Nasze badanie może zapewnić nam podstawę do zrozumienia, w jaki sposób płodność kobiet kształtuje się i utrzymuje na poziomie molekularnym oraz dlaczego zmniejsza się wraz z wiekiem”.

Zatrzymanie oryginalnej produkcji

Po wybudowaniu rezerwy jajnikowej wszystkie komórki jajowe w pęcherzykach pierwotnych przestają się rozwijać i mogą pozostać w takim stanie przez dziesięciolecia.

„Te zatrzymane oocyty wspomagają płodność” – powiedział Namekawa, zauważając, że nieznany wcześniej mechanizm molekularny wstrzymuje rozwój. „Główne pytanie brzmi: jak te komórki mogą przetrwać dziesięciolecia? To duże pytanie. Nie mogą się dzielić, nie mogą się rozmnażać, po prostu przez dziesięciolecia pozostają spokojnie w jajnikach. Jak to możliwe?”

Korzystając z mysich mutantów, zespół odkrył, że w zakłóceniu fazy przejściowej oocytów pośredniczy grupa białek zwana kompleksem represyjnym Polycomb 1 (PRC1).

Molekularne zrozumienie płodności

PRC1 hamuje proces rozwojowy zwany mejozą, który zachodzi przed utworzeniem rezerwy jajnikowej, zapewniając w ten sposób odpowiedni program ekspresji genów w rezerwie jajnikowej. Kiedy zespół stworzył mysie mutanty z wyczerpaną maszynerią PRC1, odkrył, że rezerwa jajnikowa nie może zostać odbudowana, a komórki ulegają śmierci.

„Pokazujemy, że warunkowa delecja PRC1 prowadzi do szybkiego wyczerpania się pęcherzyków i ich bezpłodności” – stwierdził Namekawa. „Wyniki te mocno wskazują na PRC1 w krytycznym procesie utrzymywania epigenomu pierwotnych pęcherzyków podczas przedłużającego się zatrzymania, które u ludzi może trwać do 50 lat”.

Według Namekawy i jego współpracowników defekty w funkcjonowaniu PRC1 mogą pomóc w wyjaśnieniu przypadków przedwczesnej niewydolności jajników i niepłodności u ludzi.

„Teraz, gdy odkryliśmy, że ten proces epigenetyczny jest kluczem do ustalenia, następne pytanie brzmi: czy możemy odkryć bardziej szczegółowy mechanizm tego procesu?” – powiedział Namekawa. „Jak utrzymać rezerwę jajnikową przez dziesięciolecia?”

Inni autorzy artykułu to: z UC Davis, Yu-Han Yeh, Yasuhisa Manukata i Hironori Abe; Akihiko Sakashita i So Maezawa, Centrum Medyczne Szpitala Dziecięcego w Cincinnati; Miguel Vidal, Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas, Madryt, Hiszpania; oraz Haruhiko Koseki, Centrum Alergologii i Immunologii RIKEN, Jokohama, Japonia. Prace sfinansowano z grantów NIH.

Źródło:

Uniwersytet Kalifornijski – Davis

Odniesienie:

Hu, M. i in. (2022) Do wygenerowania rezerwy jajnikowej wymagane jest programowanie epigenetyczne za pośrednictwem PRC1. Komunikacja przyrodnicza. doi.org/10.1038/s41467-022-31759-6.

.