Укороченный ген сделал самцов мух бесплодными

Российские генетики вместе с американскими коллегами выяснили, что редактирование гена orb2 лишает самцов мух-дрозофил способности размножаться. Ученые рассчитывают, что эта информация поможет объяснить причины мужского бесплодия.

У многих организмов, включая человека, развитие зародыша и созревание половых клеток регулируются белками семейства СРЕВ. У дрозофилы это семейство представлено двумя белками: orb и orb2, при этом первый выполняет, в основном, «женские» функции, а второй — «мужские».

Белки СРЕВ не только управляют синтезом других белков, но и контролируют свое собственное расположение и количество в клетке. Это возможно благодаря особому участку на конце их мРНК — 3’-нетранслируемой области (3’НТО). На специальные зоны посадки (СPE) в ней могут садиться белки CPEB, и тогда они вместе с мРНК доставляются в ту область клетки, где должны работать.

Специалисты из Института биологии гена РАН, Национального научного центра морской биологии имени А. В. Жирмунского, Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Принстонского университета изучили роль 3’НТО гена orb2 в созревании сперматозоидов у дрозофил, «вырезав» эту последовательность методом редактирования генома CRISPR/Cas9.

Операция привела к бесплодию 75 процентов мух — у них нарушилось развитие сперматид, клеток-предшественников сперматозоидов. Дело в том, что на ранних этапах сперматида является неподвижной округлой клеткой, затем у нее формируется жгутик, и она становится сперматозоидом. Из-за редактирования гена жгутик у мух развивался неправильно.

Ученые делают вывод, что 3’НТО гена orb2 необходима для правильной доставки его мРНК и белка в сперматидах, а если ее удалить, эти важные регуляторы сперматогенеза не попадут в нужное место.

«Семейство белков СРЕВ очень консервативно — они схожим образом контролируют созревание половых клеток у разных организмов. Например, у человека нарушение гена СРЕВ1 вызывает синдром истощения яичников, ведущий к бесплодию. Наши данные показали ключевую роль саморегуляции orb2 в процессе сперматогенеза у дрозофил. Полученные выводы помогут в изучении роли белков CPEB в этом процессе и у человека, что, несомненно, имеет важное медицинское значение», — пояснил Рудольф Гильмутдинов, младший научный сотрудник Института биологии гена РАН.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Development.

• #Генетика