05.06 - 22:26

Раковые клетки использовали защитные гены сперматозоидов для собственной безопасности


 

Ученые разобрались, какова роль генов семейства MAGE, которые экспрессируются в некоторых злокачественных опухолях и яичках. Новые данные, опубликованные в Science Advances, дают основания говорить, что эти гены появились у плацентарных млекопитающих для защиты образования мужских половых клеток, а раковые клетки «берут их попользоваться» для защиты от метаболического стресса.

Темп размножения, количество потомства и периодичность его появления у млекопитающих сравнительно невелики по сравнению с многими другими животными, поэтому надежность выработки качественных гамет для них имеет особое значение. Выработка сперматозоидов у млекопитающих — сложный процесс, который требует больших затрат энергии. Для выживания вида важно поддержание сперматогенеза не только в нормальных условиях, но и под действием неблагоприятных факторов: нехватки питательных веществ, влияния канцерогенов и жары. Но о специфических механизмах защиты мужских половых клеток известно мало.

Сперматогенез требует четко отрегулированной экспрессии генов, специфической для различных стадий процесса. Многие гены (они составляют, например, от двух до четырех процентов мышиного транскриптома) развились специфически для его координации. Активность некоторых из этих специфических генов может наблюдаться не только в яичках, но и в злокачественных опухолях. Белки, вырабатываемые такими генами, могут вызывать иммунный ответ у онкологических пациентов, поэтому их называют раково-тестикулярными антигенами (РТА).

К генам РТА относится семейство генов MAGE (антигены меланомы), эти гены экспрессируются на ранних стадиях сперматогенеза. MAGE рассматривают в качестве биомаркеров различных злокачественных опухолей и потенциальной мишени для иммунотерапии рака. Но о нормальной физиологической функции этих генов известно мало.

Клементина фон Тейсер (Klementina Fon Tacer) из отделения клеточной и молекулярной биологии Детского исследовательского госпиталя святого Иуды и ее соавторы задались целью узнать больше о функции семейства генов MAGE. Используя культуры тканей и клеток людей и мышей, ученые проанализировали специфические периоды активации этих генов в различных локализациях. У обоих видов гены MAGE I типа экспрессировались в самих гаметах, а гены MAGE II типа — в соматических клетках яичек. Атлас экспрессии генов MAGE, созданный по результатам этой работы, доступен онлайн. Разные подгруппы генов этого семейства экспрессировались на разных стадиях дифференцирования половых клеток: от недифференцированных сперматогониев до гаплоидных сперматид. Согласно ученым, эти гены работают как молекулярные переключатели «наладки» разных стадий сперматогенеза.

При исследовании in vitro отдельное внимание ученых привлекла группа генов Mage-a, которая максимально экспрессировалась в половых клетках на стадиях от недифференцированных сперматогоний до препахитеновых сперматоцитов. Их частичное выключение в культуре тканей замедляло дальнейшее развитие сперматогоний.

Чтобы уточнить функцию Mage-a in vivo, ученые вывели мышей, у которых были отключены различные гены этой группы. Авторы давали этим мышам и мышам из группы контроля генотоксический препарат (цитостатик) бусульфан. Через восемь дней структура и функции яичек мышей с выключенными генами Mage-a6 и Mage-a8 восстанавливались медленно: их масса дольше оставалась патологической, фертильность была сниженной, семенные канальцы были поражены.

Авторы пишут, что сперматогенез очень чувствителен к системному генотоксическому стрессу, примером которого может служить химиотерапия, она вызывает массовую смерть сперматогониев и сперматозоидов, что может приводить к временному полному или почти полному отсутствию живых сперматозоидов. Гены Mage-a необходимы для защиты мужских половых клеток от генотоксического стресса, но механизм этого феномена понятен не полностью. Ранее было показано, что если выключить у мышей гены Mage-a, то у них в покое или при генотоксическом стрессе увеличивается уровень белка p53, что говорит о повышенной чувствительности этих мышей к стрессу.

Далее ученые уточнили роль Mage-a в условиях голодания. Для этого эксперимента они взяли обычных мышей и мышей с выключенным геном Mage-a6. Для последних последствия голодания были более тяжелыми: помимо уменьшения размера яичек у них выявили более выразительные повреждения семенных канальцев и снижение количества сперматоцитов. В контрольной подгруппе мышей с выключенным Mage-a6, но не голодавших, изменения были менее выразительными. На основании этого ученые подчеркивают, что исследуемые гены не обязательны для сперматогенеза у мышей при нормальных условиях, их влияние становится важным при воздействии стресса.

В раковых клетках MAGE-A действуют как онкогены, подавляя клеточную реакцию организма на опухоли, приводя к распаду белка p53, а также ферментов АМФ-активируемой протеинкиназы (АМФК) и фруктоза-1,6-бифозсотазы (ФБФ). АМФК является своего рода «энергетическим сенсором»: она активируется при низком уровне энергии в клетке и действует для восстановления метаболического гомеостаза, замедляя анаболичекие процессы и усиливая катаболизм.

Ученые обнаружили, что в яичках экспрессия Mage-a совпадает с метаболической адаптацией развивающихся мужских половых клеток. По мнению авторов, их результаты указывают, что гены Mage-a специфически экспрессируются, чтобы воздействовать на метаболизм путем подавления АМФК. АМФК может подавлять синтез нуклеиновых кислот, белков и жиров, требующихся для развития гамет, поэтому контроль этого фермента важен во время сперматогенеза. Другой механизм энергетической безопасности — подавление ФБФ, которое приводит усилению распада глюкозы и увеличению выработки АТФ. Ученые предполагают, что этот происходит в условиях, когда энергетического кризиса еще нет.

Авторы проводят аналогию между гаметами и раковыми клетками, которые часто сталкиваются с недостатком питания и метаболическим стрессом.

«Если обобщить, наша работа продемонстрировала, что семейство генов MAGE возникло в процессе эволюции специфически у плацентарных млекопитающих для защиты мужских гамет в периоды стресса, например, голода; и раковые клетки часто используют эти гены, чтобы поддержать хороший рост клеток на фоне метаболического стресса», пишут ученых в выводах исследования.

Ранее метаанализ 185 исследований показал, что за 40 лет среднее количество сперматозоидов в сперме мужчин из развитых стран упало почти на 60 процентов. Также ученые определили, какой тип трусов, возможно, способствует развитию более здоровой спермы — это оказались трусы-боксеры.

https://nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

Чем опасны покупные дезодоранты: разбираем составы и делаем сами

Летом все беспокоятся о состоянии подмышек. Продавцы дезодорантов ликуют: потовые железы работают на пределе и спрос на товар растет в разы.
Подробнее »»

Медики рассказали как влияет горячая ванна на сердце

Горячая ванна и частое мытье головы может быть вредным для человека
Подробнее »»

Учёные заявили об угрозе исчезновения бананов из-за грибка-убийцы

В Колумбии объявили режим чрезвычайной ситуации после того, как в почве был обнаружен грибок Fusarium type 4, убивающий бананы.
Подробнее »»

Опасные маски: 5 продуктов, которые нельзя наносить на лицо

На просторах интернета тебе наверняка попадались рецепты «чудодейственных масок», которые после первого же применения «помогут избавиться от прыщей», «очистят кожу», «выровняют цвет лица» и так далее.
Подробнее »»

Как сохранить здоровье мозга - советы медиков

Ученые из Южной Флориды (США) объяснили, как влияют умственные тренировки на головной мозг.
Подробнее »»

Читайте также:
19.08 - 20:07

Как приготовить вкусный рис?

Секрет прост: добавьте кокосовое молоко, имбирь и лемонграсс
Подробнее »»

19.08 - 19:43

Как сварить вкусное варенье из арбуза и дыни: четыре рецепта на зиму

Сочная мякоть бахчевых идеально подходит для приготовления варенья
Подробнее »»

19.08 - 19:05

Американские ученые нашли лекарство для лечения синдрома Дауна

По прогнозам ученых, к 2050 году в мире будет жить уже больше 130 млн человек с болезнью Альцгеймера
Подробнее »»

19.08 - 18:26

Врачи предупредили о несовместимости некоторых лекарств

Когда человек для лечения использует одновременно несколько препаратов, их сочетание может плохо закончиться.
Подробнее »»

19.08 - 18:09

Это не для прессы: 7 вещей, которые счастливые пары не делают в соцсетях

Действия в соцсетях, которые не принесут отношениям пользы
Подробнее »»

19.08 - 17:57

Как сделать жизнь лежачего больного комфортнее

Прикованным к постели человек может оказаться по разным причинам
Подробнее »»

19.08 - 17:13

Младенцам не рекомендуют давать антибиотики из-за развития детской астмы

По словам исследователей, вероятность возникновения астмы увеличивается с каждым дополнительным назначением антибиотика.
Подробнее »»

19.08 - 17:04

Почему стоит есть больше цветной капусты?

В этой статье я расскажу, какие полезные вещества содержит цветная капуста, как ее лучше приготовить, и поделюсь своим любимым рецептом блюда из цветной капусты.
Подробнее »»

19.08 - 16:22

Апноэ повышет риск развития рака у женщин - врачи

Исследование шведских ученых показало, что для женщин с выраженным апноэ (остановка дыхания во сне) риск заболеть раком повышается в два-три раза.
Подробнее »»

19.08 - 16:03

Перепелиные яйца: вред и польза для здоровья

В крошечных яйцах есть магний, железо и множество витаминов
Перепелиные яйца сейчас очень популярные.

Подробнее »»

19.08 - 15:41

Как приготовить перевернутый сливовый пирог с карамелью

Рецепт летнего пирога со сливами в духовке
Подробнее »»

19.08 - 15:05

5 главных трендов осени 2019, которые совсем скоро будут везде

Эта осень обещает быть очень модной и богатой на эксперименты.
Подробнее »»

19.08 - 14:24

Сколько меда можно съесть, чтобы не навредить здоровью и фигуре

Мед благотворно влияет на организм, но иногда может причинить вред.
Подробнее »»

19.08 - 14:02

Многогранное применение кокосового масла

Природа одарила нас множеством натуральных и полезных плодов, однако среди всего разнообразия мы едва ли сможем найти панацею от всего.
Подробнее »»

19.08 - 13:34

Диетологи рассказали, как контролировать голод и не переедать на диете

Эксперт назвал 8 продуктов, которые помогут не сорваться с диеты и уменьшить чувство голода.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...