Ново откриће о мушкој плодности: С годинама расте број потенцијално штетних мутација

Тамо се одвија скривено еволуцијско натјецање које може имати значајне посљедице за здравље потомства. Мутације у матичним ћелијама које производе сперматозоиде могу им дати предност, због чега се брже множе и надјачавају здраве ћелије.

Проблем је у томе што оно што је „најспособније“ унутар тестиса није нужно добро за будуће дијете, преноси „ScienceAlert“. Нова опсежна анализа открила је да је ово натјецање знатно раширеније него што се мислило. Многе од откривених мутација повезане су с развојним поремећајима, а њихова учесталост расте с доби мушкарца, што повећава ризик преноса на дјецу.

Стална производња и ризик од грешке

Производња сперматозоида у тестисима одраслог мушкарца непрекидан је процес у којем дневно настаје између 150 и 275 милиона гамета. Тај процес покрећу сперматогонијалне матичне ћелије које се непрестано дијеле.

Тиме обнављају властиту залиху и истовремено стварају ћелије које се развијају у сперматозоиде. Свака диоба носи ризик од мутације због грешака при копирању ДНК. Иако је већина мутација безопасна, повремено се појави она која новој матичној ћелији даје предност. Таква мутирана лоза затим се шири на рачун околних ћелија, заузима простор и производи све већи број сперматозоида који носе исту мутацију.

Прецизна анализа открила 31 нови ген

Научницима је тај процес већ познат. Ранија истраживања идентификовала су мутације у 13 гена које матичним ћелијама дају компетитивну предност, а све су повезане с тешким развојним поремећајима. Ипак, стварни размјери феномена нису били познати, па је тим под вођством рачунарског биолога Метјуа Невила са института „Wellcome Sanger“ провео детаљно истраживање.

Користили су изузетно прецизну методу секвенцирања ДНК, названу NanoSeq, за анализу узорака сперме мушкараца старих од 24 до 75 година. Фокусирали су се на знакове такозване позитивне селекције.

Ријеч је о мутацијама које се појављују чешће него што би се очекивало случајношћу, што упућује на то да пружају предност у преживљавању. Анализом је пронађено више од 35.000 мутација, а међу њима је издвојено 40 гена с јасним знаковима позитивне селекције. Од тога је 31 ген потпуно нов у контексту овог процеса, док је преосталих девет било на попису од 13 раније познатих.

Повезаност с болестима и улога доби

Многи од тих гена носе ризик за потомство. Од 31 новооткривеног, 27 је повезано с генетским поремећајима, а 16 с развојем рака. Истраживање показује да су мутације које се често налазе код дјеце с развојним поремећајима биле 66 пута учесталије у узорцима сперме него што би се очекивало према уобичајеној стопи мутација. Доб мушкарца има кључну улогу.

Истраживачи су утврдили да се мутације накупљају сталним темпом од око 1,67 годишње. Због тог накупљања и позитивне селекције, генетски терет мутација с годинама значајно расте. Према процјенама, код тридесетогодишњака око два одсто сперматозоида носи мутацију која може узроковати болест, а до седамдесете године тај удио расте на 4,5 одсто.

Модел показује да би без позитивне селекције те бројке биле знатно ниже: 0,73 одсто у тридесетим и 1,6 одсто у седамдесетим годинама. То значи да еволуцијско натјецање унутар тестиса повећава учесталост потенцијално опасних мутација два до три пута.

Природни механизми заштите

Ипак, важно је нагласити да то не значи да постоји 4,5 одсто шансе да ће дијете наслиједити генетски поремећај. Мутација у сперматозоиду тек је први корак. Неки такви сперматозоиди имају мање изгледе за оплодњу, а неке мутације могу узроковати застој у развоју ембриона или спонтани побачај.

Научници истичу да веза између мутација у сперматозоидима и учесталости поремећаја при рођењу још није у потпуности разјашњена. Занимљиво је да еволуција нуди и заштитни механизам. Анализом генетске разноликости шире популације пронађени су докази да се многе мутације, које су биле успјешне у фази производње сперматозоида, с временом елиминишу кроз генерације.

Истраживање је објављено у часопису „Nature“, преноси Индекс