Почти четверть случаев бесплодия вызваны плохо изученным дефектом сперматозоидов — мужских половых клеток. Современные исследования связывают эту проблему с гистонами — белками, которые служат для упаковки ДНК и регуляции работы генов. В норме созревающие сперматозоиды теряют 90-95% гистонов, заменяя их другими белками — протаминами. По размеру они намного меньше гистонов и потому лучше подходят для упаковки генетического материала внутри крошечных сперматозоидов.
Тем не менее, порой в сперматозоиде остается больше гистонов, чем нужно. Это вызывает трудности с зачатием, даже если сперматозоидов много и они достаточно активны. Если же оплодотворение все-таки происходит, эмбрион развивается неправильно.
До настоящего времени точное расположение «лишних» гистонов на ДНК оставалось для ученых загадкой. Одни исследования помещали их в районы важных регуляторных последовательностей, а другие — на участки с многочисленными повторами.
Поставить точку в этом вопросе решили исследователи из Университета штата Пенсильвания, о работе которых рассказывает Science Daily. Они воспользовались более совершенной методикой, известной как ATAC-секвенирование (ATAC-seq). И благодаря этому отследили, вблизи каких участков ДНК локализуются гистоны на разных стадиях развития мышиных сперматозоидов.
Оказалось, что предыдущие исследования вовсе не противоречат друг другу: гистоны были обнаружены как на регуляторных участках, важных для развития зародыша, так и в регионах, заполненных повторами. Судя по всему, в первом случае их присутствие необходимо для развития зародыша, а во втором — нежелательно и ведет к проблемам с зачатием и эмбриогенезом.
Исследование также показало, что у эмбрионов на ранних стадиях рисунок расположения гистонов почти такой же, как в сперматозоиде. Это подтвердило важную роль этих белков в передаче эпигенетической информации от отца к потомству.
На следующем этапе команда создала линию трансгенных мышей с мутацией в гене Gcn5. У таких животных много «лишних» гистонов и низкая фертильность. Ученые надеются, что они послужат полезной моделью для изучения человеческого бесплодия и поиска возможных методов лечения — например, эпигенетической терапии.
Между тем, недавно выяснилось, что современные методы лечения женского бесплодия могут наносить вред будущим детям. Согласно исследованию на мышах, гормональная терапия, которую женщины проходят перед ЭКО, нарушает рисунок эпигенетических меток в эмбрионах. Это не повод отказаться от подобных методик, однако специалистам стоит задуматься об их усовершенствовании.
