Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
Данные на млекопитающих и на дрозофиле свидетельствуют, что наибольшая концентрация молекул регуляторной субъединицы СК2 требуется именно в ходе сперматогенеза (дрозофила даже использует для этого два новых гена, один из которых - CK2$tes). Для чего же необходимо такое большое количество и разнообразие [5-субъединиц СК2 в семенниках? К сожалению, ответ на этот вопрос пока неизвестен. Как было сказано выше, мутации по гену регуляторной субъединицы СК2 получены лишь у дрожжей. Мы попытались искусственно снизить количество Pto-субъединицы в семенниках самцов дрозофилы (Kalmykova et al., 2002). Для этого были получены мухи, экспрессирующие в семенниках “антисмысловую” РНК CK2$tes. У трансгенных самцов количество Pfes-субъединицы СК2 оказа-
48
лось сниженным в семенниках в 3-5 раз. Однако, как выяснилось, такое снижение не привело к стерильности самцов. Вероятно, для ответа на вопрос о необходимости регуляторных субъединиц казеинкиназы 2 для нормального прохождения сперматогенеза требуется полностью инактивировать CK2\\tes-ген, а еще лучше - оба гена семенник-специфичных субъединиц СК2.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из данных статистических исследований известно, что примерно каждая шестая пара, находящаяся в репродуктивном возрасте, страдает бесплодием. Среди причин мужского бесплодия можно отметить мутации по генам, участвующим в сперматогенезе, хромосомные абберации, органические нарушения семенного тракта, гормональные нарушения, нарушения эрекции. Если пара хочет иметь ребенка, то многие из этих проблем могут быть обойдены с помощью современных методов медицины, в частности с помощью метода внутрицитоплазматического введения спермы в зрелую яйцеклетку (ICSI - intracytoplasmic sperm injection). Оказывается, что достаточно одного сперматозоида для проведения искусственного оплодотворения яйцеклетки, с последующей имплантацией развивающегося эмбриона в матку матери и рождения здорового ребенка. Поэтому, даже в случае азооспермии, т.е. практически полного отутствия спермы, у мужчины сохраняется шанс стать отцом. Однако во многих случаях мутации, блокирующие сперматогенез на ранних стадиях, приводят к тому, что в семенной жидкости отсутствуют даже единичные зрелые сперматозоиды. Учитывая такие ситуации, в лабораториях всего мира ведутся попытки доращивания in vitro сперматоцитов, взятых у страдающих азооспермией мужчин, до стадии зрелых сперматид с последующим оплодотворением ими яйцеклеток будущих матерей. К сожалению, такие попытки часто заканчиваются неудачами. Вероятно, в некоторых случаях, например когда мутация затрагивает структурный белок аксонемы, такие попытки принципиально неосуществимы. Потенциально здесь могли бы помочь генотерапевтические подходы, при которых в геном мужской генеративной стволовой клетки in vitro вводился бы ген, корректирующий дефект созревания спермы. Затем трансформированная стволовая клетка переносилась бы в семенники страдающего данным типом бесплодия мужчины и дифференцировавшись, приводила бы к появлению у него нормальной спермы. Следует отметить, что описываемый подход не является научно-фантастическим. Так, расширение наших знаний о генах, участвующих в сперматогенезе, приводит ко все большим возможностям генодиагностики нарушений плодовитости у мужчин. Трансформация стволовых клеток нужным геном также не является непреодолимой проблемой. Да и перенос герминальных стволовых клеток в семенники в настоящее время технически возможен (Schlatt et al., 1999). Тем не менее описываемая схема является чисто гипотетической, поскольку сегодня на подобного рода генотерапевтические эксперименты наложен запрет по этическим соображениям. Как известно, в большинстве стран законодательно запрещены целенаправленные изменения генома человека, передающиеся по наследству. Очевидно, пока такое ограничение существует, человеческое сообщество будет избавлено от ряда этических и юридических проблем, но при этом люди бу-
49
дут недополучать потенциально возможную медицинскую помощь. В любом случае, расширение наших знаний о генах и белках, функционирующих в ходе сперматогенеза, является безусловно необходимым. Как уже упоминалось, процесс образования спермы протекает у дрозофилы и млекопитающих сходным образом, поэтому исследования, проводимые в этой области на дрозофиле, могут существенно расширить наши представления и о механизмах регуляции сперматогенеза у млекопитающих и человека.
ЛИТЕРАТУРА
Allende J.E., Allende С.С. Protein kinase СК2: an enzyme with multiple substrates and a puzzling regulation//FASEB J. 1995. Vol. 9. P. 313-323.
Bidwai A .P. et al. A gene located at 56F1-2 in Drosophila melanogaster encodes a novel meta-zoan (3-like subunit of casein kinase II // Mol. Cell. Biol. Res. Commun. 1999. Vol. 1. P. 21-28.
Bonifer C. Developmental regulation of eukaryotic gene loci // TIG. 2000. Vol. 16. P. 310-315. Boulikas T. Chromatin domains and prediction of MAR sequences // Intern. Rev. Cytol., 1995. Vol. 162A. P. 29-388.
Ferdous A. et al. The 19S regulatory particle of the proteasome is required for efficient transcription elongation by RNA polymerase II // Mol. Cell 2001. Vol. 7. P. 981—991.
