Традиционное представление о сперматозоиде как о простом «мессенджере» отцовской ДНК, минималистичной клетке, чья единственная функция – доставить генетический материал к яйцеклетке, а дальнейшее развитие полностью зависит от матери, может оказаться неполным.
Новое исследование, проведенное на мышах, предполагает, что сперматозоид несет не только ДНК, но и целый набор дополнительных молекулярных сигналов, способных влиять на развитие эмбриона с самых ранних стадий. Как сообщает журнал Science, в процессе созревания в придатке яичка (эпидидимисе), где сперматозоиды завершают свое развитие после семенников, эти клетки приобретают полноразмерные молекулы матричной РНК (мРНК) – «генетические инструкции» для синтеза белков.
«Сперматозоиды накапливают мРНК, проходя через придаток яичка», – поясняют исследователи, чья работа опубликована в Nucleic Acids Research. До недавнего времени считалось, что эти клетки практически полностью лишены своего клеточного содержимого и могут транспортировать лишь фрагменты РНК. Открытие того, что они способны содержать полноценную и потенциально функциональную мРНК, меняет эту перспективу.
Команда ученых под руководством Университета Пенсильвании проанализировала генетическое содержимое сперматозоидов мышей, клеток эпидидимиса и мелких пузырьков – эпидидидимосом, которые переносят молекулярный материал между клетками. Результаты показали, что сперматозоиды приобретают мРНК на всем протяжении своего созревания, особенно на заключительном этапе развития.
Еще более удивительным оказалось то, что происходит после оплодотворения: некоторые из этих мРНК отсутствовали в неоплодотворенных яйцеклетках, но появлялись в зиготах сразу после слияния сперматозоида и яйцеклетки. Этот факт указывает на возможное прямое перемещение информации от отца к эмбриону.
«Это устанавливает механизм, посредством которого окружающая среда может напрямую влиять на сперматозоид и, потенциально, на следующее поколение», – отметил один из авторов исследования, Колин Конин. Иными словами, такие факторы, как стресс, питание или условия жизни отца, могут оставить молекулярный след, передаваемый будущему эмбриону.
Чтобы проверить, оказывают ли эти РНК реальное воздействие, исследователи ввели их в неоплодотворенные яйцеклетки мышей. Результат был значительным: клетки изменили свое генетическое поведение, приобретая черты, схожие с оплодотворенными эмбрионами. «Эти РНК могут способствовать регуляции экспрессии генов после оплодотворения», – заключили авторы.
Это открытие требует дальнейшего изучения, но оно ставит важный вопрос: сперматозоид – не просто носитель ДНК, но и потенциальный переносчик биологической информации, способной частично повлиять на развитие жизни с самых первых мгновений.
