Радиационное повреждение отцовской ДНК при лучевой терапии передаётся потомству

В попытке ответить на давний вопрос, может ли радиационное излучение влиять на потомство, учёные из Кёльнского университета пришли к парадоксальному выводу. Повреждённый отцовский геном не восстанавливается и передаётся следующему поколению, однако женские яйцеклетки блокируют повреждение.

Исследователь Бьорн Шумахер и его команда провели эксперимент на особях нематод Caenorhabditis elegans. Они облучили семенную жидкость червей и затем посмотрели, как радиация повлияет на их потомство. Исследователи обнаружили, что повреждённая сперма не обновляется и передаёт облучённый геном по наследству. Однако учёные выявили способность яйцеклеток устранять повреждения, чтобы воспрепятствовать их передаче. Кроме того, репарационные белки яйцеклеток, оплодотворённых радиационным сперматозоидом, стремятся восстановить отцовскую ДНК.

Этот процесс происходит благодаря механизму, объединяющему разорванные фрагменты ДНК. Такие "заплатки" на геноме приводят к изменениям отцовских хромосом, которые затем наследует потомство. В результате это приводит к значительным дефектам развития, так как сами нарушения невозможно устранить. Вместо этого повреждённые хромосомы защищены от точного восстановления белками, так называемыми гистонами, которые плотно упаковывают длинные нити ДНК. Сюда репарационные белки больше не могут добраться до разрывов. Упакованные структуры ДНК прочно удерживаются вместе специфическими гистоновыми белками HIS-24 и HPL-1. Когда эти гистоновые белки удаляются, унаследованные от отца повреждения полностью устраняются, и может быть получено жизнеспособное потомство.

В дополнение к работе с нематодами команда учёных обнаружила те же структурные варианты или случайно собранные хромосомы у людей. Для этого ученые проанализировали различные наборы генетических данных из проекта соответствующих матерей, отцов и их детей.

«Считается, что структурные вариации хромосом, которые развиваются в отцовской зародышевой линии, увеличивают риск таких расстройств, как аутизм и шизофрения. Такое повреждение потенциально может быть нанесено во время лучевой или химиотерапии и, таким образом, представляет риск в течение двух месяцев, необходимых для создания новой спермы для замены поврежденной», — комментируют исследователи в статье издания Nature.

Это связано с тем, что, в отличие от зрелых сперматозоидов, вновь созданные обладают способностью точно восстанавливать повреждения.

Работа, проведённая на нематодах, закладывает основу для лучшего понимания механизмов наследственных эффектов облучения отца.

0 комментариев