Биологи выяснили, почему женщины в возрасте не могут зачать ребенка
Женщины в возрасте часто испытывают проблемы с зачатием детей из-за того, что их яйцеклетки постепенно теряют способность "растаскивать" хромосомы при делении еще во время их жизни в яичниках, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
"Мы выяснили, что микротрубочки, "дирижирующие" разделением хромосом во время деления, ведут себя ненормальным образом в старых яйцеклетках. Они не двигаются синхронно во время сборки веретена деления, а беспорядочно растут во всех направлениях. Эти движения, по всей видимости, приводят к ошибкам при разделении хромосом, что объясняет то, почему женщины с возрастом теряют фертильность", - заявил Грег Фиц-Харрис (Greg Fitz-Harris) из университета Монреаля (Канада).
По текущим оценкам, около 10-15% семейных пар в западных странах не способны продолжить род из-за бесплодия одной из двух "половинок". Вопреки общепринятым представлениям, доля бесплодных мужчин и женщин примерно равна, причем большая часть бесплодных мужчин и женщин теряет фертильность в возрасте 40-55 лет. Биологические причины бесплодия в большинстве случаев остаются неизвестными из-за сложности и малой изученности тех генетических механизмов, которые управляют производством яйцеклеток и сперматозоидов.
Фиц-Харрис и его коллега Шома Накагава (Shoma Nakagawa) случайно выяснили, что может вызывать женское бесплодие, наблюдая за ростом яйцеклеток в организме мышей, часть из которых была относительно молодыми, а другие - достаточно пожилыми.
Как объясняют Харрис и Накагава, большинство биологов сегодня считает, что бесплодие среди женщин бальзаковского возраста развивается по причине того, что их яйцеклетки не всегда имеют "правильное" количество хромосом из-за ошибок при их разделении во время деления "заготовок" половых клеток. В пользу этого говорит то, что поздние дети чаще страдают от синдрома Дауна и других генетических нарушений, связанных с наличием лишних хромосом в их клетках.
Причиной этого ученые считали то, что в хромосомы в пожилых половых клетках достаточно плохо "прилипают" друг к другу, в результате чего они периодически "теряются" при их транспортировке в половинки клеток при делении "заготовок" будущих яйцеклеток.
Эксперименты Фиц-Харриса и Накагавы показали, что это не так. Анализируя многочасовые видеозаписи процесса роста и деления яйцеклеток, ученые обнаружили, что нарушения возникают в совсем другом месте - в том, как растут особые нити, растаскивающие хромосомы по половинкам клетки.
Эти нити, так называемые микротрубочки, являются частью "веретена деления" - сложной структуры, состоящей из двух "полюсов", так называемых центриолей, хромосом и большого количества нитей, соединяющей хромосомы с полюсами.
Как правило, при делении молодой клетки "веретено деления" имеет полностью симметричную и правильную форму, напоминающую то, как изображают магниты и линии магнитного поля в школьных учебниках по физики. В пожилых клетках, как обнаружили Фиц-Харрис и Накагава, форма этой структуры часто нарушается из-за того, что нити микротрубочек начинают расти в случайных направлениях, образуя не два, а три или больше "полюсов", часть из которых не исчезает даже на последних фазах деления клеток.
В результате этого хромосомы растаскиваются по половинкам будущей яйцеклетки и ее "сестер" совершенно случайным и беспорядочным образом, что и порождает массу нарушений, характерных для клеток пожилых женщин и самок.
Корень проблем, как полагают Накагава и Фиц-Харрис, может крыться не в ДНК клетки, а в ее содержимом - когда ученые пересадили ядро пожилой половой клетки в более молодую яйцеклетку, она нормально завершила цикл деления. В свою очередь, ядро молодой клетки, попавшее в более старую клетку, не смогло нормально "поделить" свои хромосомы.
Как можно бороться с этой проблемой, ученые пока не знают, однако они предполагают, что в развитии позднего бесплодия могут быть замешаны и другие факторы, мешающие нормальному делению яйцеклеток. Биологи надеются, что раскрытие причин этих нарушений позволит найти способ защитить женщин от развития бесплодия.
