Исследователи разоблачают действие белка, участвующего в репарации ДНК во время сперматогенеза

        

Исследователи из отдела клеточной биологии, физиологии и иммунологии и Института биотехнологии и биомедицины Университета Autònoma de Barcelona (IBB-UAB) разоблачили функционирование белка, участвующего в репарации ДНК ATR, в мейотической рекомбинации процесс, который имеет место во время развития сперматоцитов – клеток-предшественников сперматозоидов, и как ингибирование этого белка вызывает аномалии, которые блокируют сперматогенез.

Исследование, проведенное Игнаси Роигом и проведенное с использованием моделей мыши, было недавно опубликовано в Nature Communications . Кроме того, в исследовании участвовали исследователи из Национального исследовательского центра по изучению рака (CNIO, Мадрид), Мемориальный центр рака Слоан-Кеттеринг (MSKCC, Нью-Йорк) и Медицинский институт Говарда Хьюза (HHMI, Нью-Йорк).

Сперма и яйца образуются в процессе деления клеток, известного как мейоз. Оба типа клеток представляют собой гаплоидные гаметы, то есть содержащие только одну копию каждой хромосомы. В этом процессе два раунда клеточного деления уменьшают количество хромосом наполовину, гарантируя тем самым правильное количество хромосом вида после оплодотворения. Во время первого деления двойные разрывы ДНК продуцируются умышленно и затем восстанавливаются с помощью мейотической рекомбинации. Это приводит к спариванию гомологичных хромосом и обмену генетическим материалом между обоими. Ошибки в этих процессах могут вызывать проблемы в целостности генома, тем самым создавая дефектную сперму или яйцеклетку.

«Благодаря использованию мышей с недостатками в их экспрессии ATR и препаратах, ингибирующих этот белок, мы смогли продемонстрировать, что этот белок необходим для правильного завершения мейотической рекомбинации в сперматоцитах, действующих на самых ранних стадиях», Игнаси Роиг объясняет.

Исследование подтвердило, что ATR необходим для правильного набора двух белков, RAD51 и DMC1, участвующих в процессе генетического восстановления в одноцепочечных областях ДНК, созданных путем обработки двойных разрывов ДНК, возникших в начале мейоза.

«Сперматоциты с уменьшенным количеством АТР или обработанные ингибиторами представляют проблемы в спаривании гомологичных хромосом, а также при восстановлении поврежденных нитей ДНК и при правильном образовании генетического материала, обмениваемого между гомологичными хромосомами, что является незаменимым для правильное образование сперматозоидов.Это накопление аномалий вызывает остановку в клеточной прогрессии и индуцирует запрограммированную гибель клеток, генерируя блок в сперматогенезе », – завершает Ройг.
«Идентификация функции ATR в мейотической рекомбинации представляет собой большой прогресс в области мейоза млекопитающих, учитывая, что исследователи могут окончательно установить свою роль в репарации ДНК в сперматоцитах с использованием генетических и фармакологических инструментов», – утверждает автор Sarai Pacheco.

С конца 1990-х годов известно, что АТР встречается в сперматоцитах, расположенных рядом с другими белками, которые участвуют в процессе мейотической рекомбинации. Это заставило исследователей думать, что белок также участвует в этом процессе. Тот факт, что он необходим для эмбрионального развития млекопитающих, до сих пор затруднял его изучение

Наконец, в исследовании сообщается о возможных побочных эффектах применения ингибиторов ATR у людей, которые в настоящее время изучаются как возможные противораковые лекарственные препараты. Исследователи предполагают, что они могут спровоцировать блокирование производства спермы и, следовательно, по крайней мере временно, вызвать снижение мужской плодовитости.

Источник:

http://www.uab.cat/web/newsroom/news-detail/x-1345668003610.html?noticiaid=1345767094459

      

Source link