Оказывается, ваша сперма полна ДНК, упакованной так же плотно, как блоки тетриса

Наша ДНК упакована в ядре чертовски плотно. Каждая хромосома - это одна длинная молекула ДНК, обернутая вокруг белков, называемых гистонами, как очень маленькая нить на очень маленькой катушке.

Но сперматозоиды ставят под сомнение даже навыки упаковки хромосом.

"Если бы ДНК в обычных условиях занимала столько же места, сколько арбуз, то сперматозоиды были бы размером с теннисный мяч", - говорит исследователь развития из Университетской клиники Бонна Хуберт Шорле.

У людей и у мышей два белка, называемые протаминами, заменяют гистоны, чтобы упаковать ДНК еще плотнее, используя каждый кусочек пространства, как блоки в игре "Тетрис". Этот процесс называется гиперконденсацией.

Как это происходит, достаточно хорошо известно, но Шорле и группа исследователей еще глубже изучили процесс гиперконденсации и посмотрели, что произойдет, если нарушить один из этих протаминов, PRM2.

Во время всего процесса создания сперматозоидов часть белка PRM2, называемая N-концом, отрезается. Это отрезание, или расщепление, похоже, имеет решающее значение для того, чтобы сперматозоиды были... сперматозоидами.

"Таким образом, правильное расщепление PRM2, по-видимому, имеет решающее значение для успешной репродукции, однако функция расщепленного домена PRM2 и обработка PRM2 на сегодняшний день неизвестны", - пишут авторы в своей статье.

Чтобы выяснить, что происходит, исследователи создали мутантных мышей, у которых не было N-конца PRM2, который можно было бы удалить. Внимательно изучив их сперму, команда обнаружила, что PRM2 определенно нуждается в уменьшении размера, так как у мышей с нерасщепленным PRM2 ДНК полностью распадалась.  

"Удаление переходных белков во время гиперконденсации нарушено", - говорит первый автор исследования Лена Аревало, также из Университетской клиники Бонна.

"Кроме того, конденсация происходит слишком быстро, что приводит к разрыву нитей ДНК".

Это, что неудивительно, приводило к бесплодию мужчин, но только в тех случаях, когда обе копии (или аллели) PRM2 были потеряны или повреждены. Когда терялся только один из этих генов, мыши оставались фертильными. Ниже вы можете увидеть схему этого процесса.

Хотя у нас пока нет прямых доказательств этого действия у людей, возможно, что проблемы с фертильностью у человека иногда могут быть вызваны проблемами с расщеплением PRM2. В настоящее время группа исследователей выясняет, так ли это.

"Существует всего несколько исследовательских групп, которые анализируют роль протаминов в гиперконденсации", - говорит Шорле.

"На сегодняшний день мы являемся единственной лабораторией в мире, которой удалось создать и вывести линии мышей с дефицитом PRM1 и PRM2, которые теперь используются для изучения роли этих белков в сперматогенезе".

Исследование было опубликовано в журнале PLOS Genetics.