Интересное
Главная / Новости / Японские ученые научились тормозить сперматозоиды с Х-хромосомой

Японские ученые научились тормозить сперматозоиды с Х-хромосомой

Японские ученые научились тормозить сперматозоиды с Х-хромосомой

Японские ученые придумали простой способ замедления сперматозоидов с Х-хромосомой путем избирательной активации рецепторов из семейства TLR. Такая сортировка сперматозоидов in vitro с последующим искусственным оплодотворением помогла получить потомство мышей, на 90 процентов состоящее из самцов. Работа опубликована в журнале PLOS Biology.

В процессе сперматогенеза из диплоидных клеток с набором хромосом XY образуются гаплоидные сперматозоиды, несущие либо X (женскую), либо Y (мужскую) хромосому. Количество тех и других одинаково, поэтому у млекопитающих в потомстве обычно рождается примерно поровну самцов и самок. Тем не менее, это соотношение можно изменить искусственно, как это делается в ветеринарии и медицине. К примеру, для молочной промышленности выгодней сдвинуть соотношение полов в потомстве телят в сторону женского пола. Выбор пола ребенка на этапе искусственного оплодотворения иногда используется в медицинских целях, чтобы избежать проявления сцепленных с полом заболеваний в случае плохой наследственности (в иных условиях манипулировать полом будущих детей на этом этапе не разрешено).

Выбрать пол на этапе искусственного оплодотворения проще всего путем разделения сперматозоидов на X-содержащие и Y-содержащие. Это возможно сделать несколькими способами. Например, за счет незначительных различий по массе сперматозоиды можно разделить центрифугированием, или пометить носителей нужной хромосомы флуоресцентной меткой и отобрать их при помощи проточной цитометрии. Кроме того, подвижность X- и Y-сперматозоидов отличается в определенных условиях среды.

Ученые из Университета Хиросимы придумали новый способ разделения сперматозоидов по подвижности на основе различий в экспрессии генов на половых хромосомах, и опробовали его на мышах. Хотя по большей части экспрессия генов в сперматозоидах подавлена, некоторое количество их все же работает, в том числе на половых хромосомах. Исследователи проанализировали данные РНК-секвенирования мышиной спермы и выяснили, что на X-хромосоме остаются активными 492 гена из почти трех тысяч. Среди рабочих генов обнаружилось шесть генов, кодирующих рецепторы, к которым можно подобрать уникальные лиганды (связывающиеся с ними молекулы).

Авторы выбрали из этого списка гены, кодирующие толл-подобные рецепторы 7 и 8 (TLR7/8), которые принимают участие в работе врожденного иммунитета. Исследователи подтвердили, что они действительно производятся X-содержащими сперматозоидами, но не Y-содержащими. Инкубация спермы с иммуномодуляторами резиквимодом и имиквимодом, которые специфически связываются с TLR7 и 8, привела к уменьшению подвижности экспрессирующих их сперматозоидов.

Ученые выяснили, что торможение вызывает не само по себе связывание молекулы, а существенное снижение продукции АТФ (клеточного «топлива») в результате активации рецепторов. К такому результату приводило либо снижение активности митохондрии в результате активации TLR8, либо снижение скорости расщепления глюкозы путем гликолиза в результате активации TLR7.
В результате искусственного оплодотворения отобранной по подвижности «быстрой» Y-фракцией спермы количество мышат мужского пола составило 90 процентов (69 эмбрионов с генотипом XY из 77 полученных эмбрионов). Для X-фракции результат оказался хуже, лишь 70 процентов потомства оказалось самками.

Авторы работы не проверяли, экспрессируются ли TLR7/8 на X-сперматозоидах разных видов млекопитающих, однако предполагается, что активность этих генов довольно консервативна. Кроме того, авторы ранее показали, что другие гены этого семейства, TLR2 и 4, работают в человеческой и свиной сперме, поэтому разработанная технология потенциально применима и для других видов.

Недавно мы рассказывали, как ученые предложили сдвигать соотношение полов в помете мышей при помощи технологии CRISPR-Cas9. Комбинация встроенных кассет, кодирующих белок Cas9 и гидовую РНК против важных генов на Y-хромосоме, делало потомство мужского пола нежизнеспособным.

Бывают случаи, когда хромосомный пол не соответствует фактическому — об этом можно почитать в нашем материале «Легко ли стать мужчиной».

https://nplus1.ru/

Источник

x

Посмотрите так же

Vужчина на спор проглотил ложку. Но естественным путем она не вышла

Vужчина на спор проглотил ложку. Но естественным путем она не вышла

Предварительно спорщик обмотал столовый прибор салфеткой. 44-летний пациент рассказал врачам Мытищинской больницы, ...