Хаос в человеческой яйцеклетке

Хаос в яйцеклетке

Процесс вызревания человеческой яйцеклетки должно происходить абсолютно корректно. Следствием возможных нарушений является рождение нездоровых детей. Поэтому исследователи были удивлены, выяснив, что в яйцеклетке отчасти царит хаос. 

Как правило, раз в месяц у женщин детородного возраста вызревает одна яйцеклетка. При этом природа выполняет довольно-таки сложную задачу, ведь прежде всего речь идет о верном распределении хромосом - носителей наследственной информации. В каждой клетке человеческого организма есть 46 хромосом. 23 унаследованные от матери и 23 - от отца. Во время оплодотворения они сливаются. Когда созревает яйцеклетка, этот процесс должен происходить наоборот. Если объяснить упрощенно, то получается, что из клетки с 46 хромосомами должны вновь образоваться две, и в каждой из которых есть по 23 хромосомы. Ведь и сперма принесет для оплодотворения свои 23 хромосомы. 

Куча ошибок

Ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии (European Molecular Biology Laboratory, EMLB), в Гейдельберге, впервые смогли с помощью специального микроскопа проследить на примере клетки мыши, как происходит распределение материнских и отцовских хромосом в процессе созревания яйцеклетки. «Мы были очень удивлены, когда выяснили, что там очень часто случаются ошибки», говорит Ян Елленберг с EMLB. 

Белковые нити растягивают хромосомы в яйцеклетке в разные стороны

Удивило ученых прежде всего то, что в процессе разделения не должно ничего происходить ошибочно. Потому что если случается ошибка, то последствия просто роковые: яйцеклетки, в которых слишком много или слишком мало хромосом отмирают или сразу, или после оплодотворения, что приводит к бесплодию или выкидышам. Люди, в клетках которых больше или меньше 46 хромосом, за небольшим исключением, не могут выжить. Самым известным исключением являются люди с синдромом Дауна, в клетках которых хромосома номер 21 представлена ​​трижды.

Распределение хромосом в процессе вызревания яйцеклетки напоминает родео. Клетка пытается с помощью ниток с белка «поймать» материнские и отцовские хромосомы одного вида и растянуть их в противоположные направления. Дело в том, что такой процесс является очень сложным именно в яйцеклетке. «Яйцеклетка гораздо больше, чем нормальные клетки человеческого тела. Поэтому пространство, в котором надо искать и ловить хромосомы, является очень большим», - объясняет Ян Елленберг. 

Странное родео и ассистенты для ковбоев

Впрочем, кроме этого, при распределении хромосом царит настоящий хаос. Клетка пытается «вылавливать» носителей наследственной информации не двумя нитями из белка, а сразу где-то 80-ю. Если перенести это сравнение на родео, то это означало бы, что ковбои пытались бы 80 различными арканами ловить двух быков, причем по разным направлениям, а затем растягивать их в разные уголки арены. При таких обстоятельствах может возникать только хаос: к примеру, ковбои поймают одного и того же быка и тянуть его одновременно вперед и назад. В результате животное вообще никуда не двигалось бы. Единственный выход - задействовать ассистента, который бы мог поснимать лишние арканы.

То же самое происходит и в яйцеклетке, которая проводит разделение хромосом. Большинство попыток клетки поймать хромосомы с помощью белковых нитей, не приносят успеха. И оказалось, в яйцеклетке есть помощники, которые исправляют ошибки. Эти помощники - белки.

«Все эти механизмы, которые корректируют неправильные зацепки, работают на полную», - говорит Елленберг. «Практически с каждой хромосомой происходит похоже: нет, это не та хромосома, нам надо пересечь нить и пробовать еще раз», - продолжает ученый. Он отмечает также то, что ошибочно хромосомы «ловятся» в 90 процентах всех случаев. То есть 9 из 10 арканов приходится пересекать, потому что они поймали не те хромосомы или оттащили их на место.

Разделение отцовских и материнских хромосом 

Мы обязаны именно этим вспомогательным механизмам в том, что вообще возникают жизнеспособные яйцеклетки и становится возможным процесс размножения. Когда Ян Елленберг и его коллеги полностью отключили с помощью химических веществ таких «помощников», то в процессе вызревания яйцеклетки было потеряно столько хромосом, в результате яйцеклетки вышли бесплодными.

Возможно лечение бесплодия

Главный интерес исследователей сейчас сосредоточен на том, чтобы установить, влияет ли возраст на функционирование этого вспомогательного механизма. Ведь известно, что после 30 лет разделение хромосом у женщин происходит хуже, чем у более молодых женщин. «Мы выдвигаем предположение, что части этого механизма корректировки с более высоким возрастом женщины просто плохо функционируют. Но это пока лишь гипотеза», - говорит Елленберг.

Если в процессе дальнейших исследований гипотезу удастся подтвердить, то это может открыть путь к разработке медикаментов, которые могли восстанавливать активность этих механизмов. Это же в свою очередь означает, что можно будет помогать женщинам, которые долгое время остаются без детей.

Немецкая Волна

Cайт города Одессы РИА Лимон