Вчені придумали спосіб уповільнення сперматозоїдів

Японські вчені придумали простий спосіб уповільнення сперматозоїдів з Х-хромосомою шляхом виборчої активації рецепторів з сімейства TLR. Таке сортування сперматозоїдів in vitro з наступним штучним заплідненням допомогла отримати потомство мишей, на 90 відсотків складається з самців. Робота опублікована в журналі PLOS Biology.

У процесі сперматогенезу з диплоїдних клітин з набором хромосом XY утворюються гаплоїдні сперматозоїди, що несуть або X (жіночу), або Y (чоловічу) хромосому. Кількість тих і інших однаково, тому у ссавців в потомстві зазвичай народжується приблизно порівну самців і самок. Проте, це співвідношення можна змінити штучно, як це робиться в ветеринарії і медицині. Наприклад, для молочної промисловості вигідніше зрушити співвідношення статей в потомстві телят в сторону жіночої статі. Вибір статі дитини на етапі штучного запліднення іноді використовується в медичних цілях, щоб уникнути прояву зчеплених зі статтю захворювань в разі поганої спадковості (в інших умовах маніпулювати підлогою майбутніх дітей на цьому етапі не дозволено).

Вибрати підлогу на етапі штучного запліднення найпростіше шляхом поділу сперматозоїдів на X-содержат і Y-містять. Це можливо зробити декількома способами. Наприклад, за рахунок незначних відмінностей по масі сперматозоїди можна розділити центрифугуванням , або позначити носіїв потрібної хромосоми флуоресцентною міткою і відібрати їх за допомогою проточної цитометрії . Крім того, рухливість X- і Y-сперматозоїдів відрізняється в певних умовах середовища.

Вчені з Університету Хіросіми придумали новий спосіб поділу сперматозоїдів по рухливості на основі відмінностей в експресії генів на статевих хромосомах, і випробували його на мишах. Хоча здебільшого експресія генів в сперматозоїдах пригнічена, деяка кількість їх все ж працює, в тому числі на статевих хромосомах. Дослідники проаналізували дані РНК-секвенування мишачої сперми і з'ясували, що на X-хромосомі залишаються активними 492 гена з майже трьох тисяч. Серед робочих генів виявилося шість генів, що кодують рецептори, до яких можна підібрати унікальні ліганди (зв'язуються з ними молекули).

Автори вибрали з цього списку гени, що кодують толл-подібні рецептори 7 і 8 (TLR7 / 8), які беруть участь в роботі вродженого імунітету. Дослідники підтвердили, що вони дійсно виробляються X-містять сперматозоїдами, але не Y-містять. Інкубація сперми з імуномодуляторами резіквімодом і имиквимода, які специфічно зв'язуються з TLR7 і 8, привела до зменшення рухливості експресують їх сперматозоїдів.

Вчені з'ясували, що гальмування викликає не саме по собі зв'язування молекули, а істотне зниження продукції АТФ (клітинного «палива») в результаті активації рецепторів. До такого результату призводило або зниження активності мітохондрії в результаті активації TLR8, або зниження швидкості розщеплення глюкози шляхом гліколізу в результаті активації TLR7.

В результаті штучного запліднення відібраної по рухливості «швидкої» Y-фракцією сперми кількість мишенят чоловічої статі склало 90 відсотків (69 ембріонів з генотипом XY з 77 отриманих ембріонів). Для X-фракції результат виявився гіршим, лише 70 відсотків потомства виявилося самками.

Автори роботи не перевіряли, експресуються чи TLR7 / 8 на X-сперматозоїдах різних видів ссавців, проте передбачається, що активність цих генів досить консервативна. Крім того, автори раніше показали, що інші гени цього сімейства, TLR2 і 4, працюють в людській і свинячий спермі, тому розроблена технологія потенційно може бути застосована і для інших видів.

Фото: presa

Важливо! Матеріал підготовлений на підставі останніх, науково перевірених та актуальних досліджень у сфері медицини. Матеріал, підготовлений журналістом «Lenta.UA», має виключно інформаційний характер і не є закликом до дії чи підстави для встановлення медичного діагнозу. Всі рішення щодо здоров'я повинні бути обов'язково узгоджені з Вашим лікарем, закликаємо обов'язково звертатися до фахівців.