Немецкие ученые доказали на примере нематод и людей, что повреждения ДНК, вызванные радиацией, передаются детям от отцов. Половые клетки самцов, в отличие от самок, не могут восстанавливать такие повреждения. Исследование опубликовано в журнале Nature.
В ДНК живых клеток могут возникать мутации, связанные с повреждениями. Такие повреждения могут быть вызваны действием какого-то химического агента, радиации, ультрафиолета. При этом в клетках существует много способов устранения таких повреждений в ходе процесса репарации. Однако не всегда репарация происходит точно, и мутации могут сохраняться.
Немецкие ученые показали, что повреждения ДНК, вызванные радиацией, в половых клетках самцов могут передаваться потомкам. Для исследования ученые использовали модельный организм — нематоду Caenorhabditis elegans. Оказалось, что в половых клетках самцов повреждения ДНК, вызванные радиацией, не восстанавливаются, в отличие от самок. В яйцеклетках работает система репарации, а если повреждения ДНК слишком серьезны, то яйцеклетка погибает, не передавая эти мутации потомкам. Если же яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, который содержит повреждения ДНК, то система репарации зиготы не может их восстановить. В таком случае используется особый механизм репарации, который не отличается точностью и может допускать ошибки. В этом случае поврежденные цепочки ДНК сливаются случайным образом, что приводит к изменению структуры хромосом самца. В результате эти структурные изменения передаются и потомкам, которые испытывают проблемы в развитии.
Ученые также выяснили, почему повреждения ДНК самца в зиготе не поддаются репарации. Оказалось, что эти дефекты блокируются гистонами — особыми белками, которые участвуют в компактизации молекулы ДНК. Гистоны HIS-24 и HPL-1 настолько плотно сворачивают поврежденные участки ДНК, что они оказываются недоступны для репарации. Если удалить эти гистоны, то повреждения восстановятся и не передадутся потомкам. Эти специфические гистоны могут стать терапевтической мишенью для устранения повреждений ДНК из-за радиации.
Ученые также проанализировали данные из проекта 1,000 Genomes, где содержится генетическая информация более тысячи людей. Кроме того, они использовали сведения из проекта deCODE, в котором содержатся генетические данные отцов, матерей и их детей. Анализ показал, что повреждения ДНК передаются от отцов, но не от матерей. При этом такие повреждения могут быть связаны с развитием шизофрении или аутизма. Это указывает на то, что сперматозоиды необходимо защищать от радиации. Например, после прохождения радио- или химиотерапии мужчинам следует воздержаться от зачатия ребенка в течение 2 месяцев. Именно столько времени требуется на выработку новых сперматозоидов, которые не содержат повреждений ДНК.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
