
Международная группа ученых выяснила механизм уничтожения
отцовских митохондрий после оплодотворения. Результаты работы опубликованы в
журнале Science.
Сотрудники Университетов Флориды и Колорадо с коллегами из
Японии, Тайваня и Гонконга пронаблюдали за судьбой митохондриальной ДНК
сперматозоидов круглого червя Caenorhabditis
elegans с помощью электронного микроскопа. Они выяснили, что после
оплодотворения быстро нарушается целостность внутренних мембран отцовских
митохондрий.
Скрининг генов методом РНК-интерференции показал, что за
этот процесс отвечает митохондриальная эндонуклеаза CPS-6. Этот фермент после
оплодотворения выходит из интермембранного пространства митохондрии и начинает разрушать
митохондриальную ДНК. Вскоре к этому процессу подключаются аутофагосомы (органеллы,
переваривающие поврежденные клеточные структуры) яйцеклетки.
Выключение гена cps-6 у отцовского, но не материнского организма
в эксперименте приводило к тому, что разрушение митохондриальных мембран,
активация аутофагосом и, как следствие, уничтожение митохондрий сперматозоидов
значительно замедлялись. В частности, отцовские митохондрии сохранялись у
эмбрионов до стадии приблизительно 550 клеток (в норме они уничтожаются до
64-клеточной стадии развития).
В
свою очередь, такое долгое существование этих органелл приводило к 23-кратному
росту летальности эмбрионов (с 0,4 до 9,4 процента). По мнению ученых, это
происходило из-за несовместимости отцовской митохондриальной ДНК с генетическим
материалом яйцеклетки.
Таким
образом, уничтожение митохондрий сперматозоидов обеспечивает совместная работа
отцовской эндонуклеазы и материнских аутофагосом. Нормальная динамика этого
процесса необходима для правильного развития и, в ряде случаев, выживания
эмбрионов, пишут исследователи.
Олег Лищук
