Вчені виявили ключову ланку репродуктивного старіння

Вчені з Північно-Західної медицини вперше виявили популяцію довгоживучих білків у яєчниках, які, ймовірно, підтримують стабільність та довголіття жіночої репродуктивної системи та можуть сприяти репродуктивному старінню, згідно з недавнім дослідженням, опублікованим у eLife.

"Ми створили ресурс для цієї галузі, оскільки тепер у нас є каталог довгоживучих білків, до якого ми та інші тепер можемо звернутися, щоб зрозуміти з точки зору механізмів, як вони сприяють репродуктивному старінню", - сказала Франческа Дункан, доктор філософії, професор репродуктивної науки Меморіалу Томаса Дж. Уоткінса та співавтор дослідження.

У міру старіння організму всі системи органів поступово втрачають свою функціональність. Однак жіноча репродуктивна система є однією з перших систем органів, яка старіє, при цьому фертильність починає знижуватись у жінок віком близько тридцяти років, а репродуктивна функція повністю припиняється у період менопаузи. Репродуктивне старіння також пов'язане зі втратою кількості та якості яйцеклітин, що може призвести до безпліддя, викиднів та вроджених дефектів.

«Яєчник ссавців складається з фіксованого і невідновлюваного пулу довгоживучих клітин або ооцитів. У людей вони повинні залишатися функціональними протягом десятиліть, тому ви можете собі уявити, наскільки ці клітини вразливі для будь-яких пошкоджень, які можуть статися протягом цього періоду», — сказав Дункан, який також є членом Центру комплексного вивчення раку імені Роберта Х .Лурі при Північно-Західному університеті.

Щоб краще зрозуміти механізми, що сприяють репродуктивному старінню, Дункан об'єднався з Джеффрі Савасом, доктором філософії, доцентом кафедри неврології імені Кена та Рут Дейві у відділенні поведінкової неврології, щоб вивчити вплив втрати функції та якості білка в яєчниках та ооцитах, або ще яйцеклітинах, дозріли.

"Ви можете собі уявити, що якщо в клітині є білки, які залишаються там протягом тривалого часу без оновлення, це може призвести до пошкодження клітини, що довго живе", - сказав Дункан.

Використовуючи комплексну методику ідентифікації білків, розроблену Савасом, яка включала багатопоколінне маркування метаболічних стабільних ізотопів всієї тварини та кількісні протеомні підходи на основі мас-спектрометрії, дослідники змогли візуалізувати та ідентифікувати довгоживучі молекули та білки яєчників та ооцитів мишей жінок.

«У загальній структурі яєчника, що містить ооцити та фолікули, спостерігається велика різноманітність типів клітин, і там експресуються дуже спеціалізовані білки, тому цей орган видався мені багатим для вивчення цього аспекту біології», — сказав Савас, який також є професором фармакології та медицини на кафедри нефрології та гіпертонії.

В ооцитах та яєчниках мишей дослідники виявили, що довгоживучі білки зберігалися після шести місяців. Однак через 10 місяців більшість цих білків перекинулися та деградували. Вони також виявили підвищену кількість підтипів білків в ооцитах, включаючи гістонові білки і кілька цитоскелетних білків, а також органоспецифічні білки, включаючи ZP3 білок, який допомагає опосередковувати зв'язування сперматозоїдів з яйцеклітиною під час запліднення.

Несподівано вчені виявили, що великий відсоток цих довгоживучих білків були мітохондріальними білками; відомо, що мітохондрії, органели клітини, що виробляють енергію, необхідні підтримки якості яйцеклітин. Це може означати, що довгоживучі білки необхідні для забезпечення структурної та функціональної цілісності ооцитів, сказав Дункан.

"Ми знаємо, що з віком відбувається погіршення функції мітохондрій, але довгоживучі білки ніколи раніше не були виявлені в ооцитах, особливо щодо їх мітохондрій", - сказав Дункан.

«Це передбачає, що «будівельні ліси» яйцеклітини насправді створюються дуже рано і, зрештою, ймовірно, надбудовуються новими білками в міру розвитку яйцеклітини. Це змінює наше фундаментальне розуміння біології яйцеклітини і те, як ми думаємо про те, як цим клітинам вдається бути довгоживучими».

Отримані дані наголошують на ролі довгоживучих білків у підтримці та погіршенні стану жіночої репродуктивної системи з віком.

За словами Дункана, наступним кроком у дослідженні стане визначення того, чи ці довгоживучі мітохондріальні білки є корисними або шкідливими для ооцитів з часом, і як це впливає на загальну якість і виживання яйцеклітин.

«Я думаю, що це дослідження є чудовим прикладом того, як у Північно-Західному університеті міждисциплінарні дослідження можуть об'єднуватись у високоефективні способи. Було неймовірно хвилююче та корисно виробити спільну мову та застосовувати найсучасніші технології у різних дисциплінах для просування біології вперед», — сказав Данкан.

Фото: Франческа Дункан

Важно! Материал подготовлен на основании последних, научно проверенных и актуальных исследований в сфере медицины. Материал, подготовленный журналистом «Lenta.UA», носит исключительно информационный характер и не является призывом к действию или основой для установления медицинского диагноза. Все решения, касающиеся здоровья, должны быть обязательно согласованы с Вашим лечащим врачом, призываем обязательно обращаться к специалистам.