Ученые обнаружили ключевое звено репродуктивного старения

Ученые из Северо-Западной медицины впервые выявили популяцию долгоживущих белков в яичниках, которые, вероятно, поддерживают стабильность и долголетие женской репродуктивной системы и могут способствовать репродуктивному старению, согласно недавнему исследованию, опубликованному в eLife.

«Мы создали ресурс для этой области, поскольку теперь у нас есть каталог долгоживущих белков, к которому мы и другие теперь можем обратиться, чтобы понять с точки зрения механизмов, как они способствуют репродуктивному старению», — сказала Франческа Дункан, доктор философии, профессор репродуктивной науки Мемориала Томаса Дж. Уоткинса и соавтор исследования.

Підписуйтеcь на наш Telegram-канал Lenta.UA - ЄДИНІ незалежні новини про події в Україні та світі

По мере старения организма все системы органов постепенно теряют свою функциональность. Однако женская репродуктивная система является одной из первых систем органов, которая стареет, при этом фертильность начинает снижаться у женщин в возрасте около тридцати лет, а репродуктивная функция полностью прекращается в период менопаузы. Репродуктивное старение также связано с потерей количества и качества яйцеклеток, что может привести к бесплодию, выкидышам и врожденным дефектам.

«Яичник млекопитающих состоит из фиксированного и невозобновляемого пула долгоживущих клеток, или ооцитов. У людей они должны оставаться функциональными в течение десятилетий, поэтому вы можете себе представить, насколько эти клетки уязвимы для любого рода повреждений, которые могут произойти в течение этого периода времени», — сказал Дункан, который также является членом Центра комплексного изучения рака имени Роберта Х. Лури при Северо-Западном университете.

Чтобы лучше понять механизмы, способствующие репродуктивному старению, Дункан объединился с Джеффри Савасом, доктором философии, доцентом кафедры неврологии имени Кена и Рут Дэйви в отделении поведенческой неврологии, чтобы изучить влияние потери функции и качества белка в яичниках и ооцитах, или яйцеклетках, которые еще не созрели.

«Вы можете себе представить, что если в клетке есть белки, которые остаются там в течение длительного времени без обновления, это может привести к повреждению долгоживущей клетки», — сказал Дункан.

Используя комплексную методику идентификации белков, разработанную Савасом, которая включала многопоколенную маркировку метаболических стабильных изотопов всего животного и количественные протеомные подходы на основе масс-спектрометрии, исследователи смогли визуализировать и идентифицировать долгоживущие молекулы и белки яичников и ооцитов мышей в определенные временные точки, соответствующие репродуктивному старению женщин.

«В общей структуре яичника, который содержит ооциты и фолликулы, наблюдается большое разнообразие типов клеток, и там экспрессируются очень специализированные белки, поэтому этот орган показался мне богатым для изучения этого аспекта биологии», — сказал Савас, который также является профессором фармакологии и медицины на кафедре нефрологии и гипертонии.

В ооцитах и ​​яичниках мышей исследователи обнаружили, что долгоживущие белки сохранялись после шести месяцев. Однако через 10 месяцев большинство этих белков перевернулись и деградировали. Они также обнаружили повышенное количество подтипов белков в ооцитах, включая гистоновые белки и несколько цитоскелетных белков, а также органоспецифические белки, включая белок ZP3, который помогает опосредовать связывание сперматозоидов с яйцеклеткой во время оплодотворения.

Неожиданно ученые также обнаружили, что большой процент этих долгоживущих белков были митохондриальными белками; известно, что митохондрии, органеллы клетки, вырабатывающие энергию, необходимы для поддержания качества яйцеклеток. Это может означать, что долгоживущие белки необходимы для обеспечения структурной и функциональной целостности ооцитов, сказал Дункан.

«Мы знаем, что с возрастом происходит ухудшение функции митохондрий, но долгоживущие белки никогда ранее не были обнаружены в ооцитах, особенно в отношении их митохондрий», — сказал Дункан.

«Это предполагает, что «строительные леса» яйцеклетки на самом деле создаются очень рано и в конечном итоге, вероятно, надстраиваются новыми белками по мере развития яйцеклетки. Это меняет наше фундаментальное понимание биологии яйцеклетки и то, как мы думаем о том, как этим клеткам удается быть долгоживущими».

Полученные данные подчеркивают роль долгоживущих белков в поддержании и ухудшении состояния женской репродуктивной системы с возрастом.

По словам Дункана, следующим шагом в исследовании станет определение того, являются ли эти долгоживущие митохондриальные белки полезными или вредными для ооцитов с течением времени, и как это влияет на общее качество и выживаемость яйцеклеток.

«Я думаю, что это исследование является прекрасным примером того, как в Северо-Западном университете междисциплинарные исследования могут объединяться в высокоэффективные способы. Было невероятно волнительно и полезно выработать общий язык и применять самые современные технологии в разных дисциплинах для продвижения биологии вперед», — сказал Данкан.

Фото: Франческа Дункан

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.

Читайте также: Медики нашли главного виновника низкого либидо и снижения количества сперматозоидов

Читайте также: Ученые обнаружили новую причину бесплодия у женщин