Baltymų skaidulos, kurių struktūra siejama su Alzheimerio liga, spermoje gali atlikti visai kitą – ir netikėtai praktišką – vaidmenį. Tyrėjai nustatė, kad vadinamosios amiloidinės skaidulos gali prisijungti prie RNR spermoje ir padėti ją pernešti į spermatozoidą.
Kaip rašo „ZME Science“, šis atradimas išaugo iš anksčiau atliktų tyrimų apie ŽIV: dar 2007 metais pastebėta, kad tam tikros natūraliai spermoje esančios baltymų skaidulos laboratoriniuose bandymuose gali palengvinti viruso prisitvirtinimą prie ląstelių.
Naujojo darbo autoriai kėlė klausimą, ar organizmas tokias skaidulas gamina vien dėl „šalutinio“ efekto, ar jos turi biologinę paskirtį. Paaiškėjo, kad šios skaidulos gali veikti kaip RNR „pernešėjai“ – bent jau laboratorinėse sąlygose.
Tyrėjai pabrėžia, kad tai nėra tie patys beta-amiloido baltymai, kurie kaupiasi sergančiųjų Alzheimeriu smegenyse. Vis dėlto panaši yra pati skaidulų forma – amiloidas šiuo atveju reiškia specifinį baltymų susilankstymo ir susitelkimo į pluoštus būdą, kuris gali būti ir žalingas, ir funkcionalus.
Pamokos iš ŽIV tyrimų
Minėtos spermos skaidulos formuojasi iš prostatos išskiriamo baltymo fragmentų – prostatic acid phosphatase (PAP). Mokslininkai spėjo, kad jos galėtų pernešti ne tik viruso daleles, bet ir pačią RNR, nes RNR molekulės yra neigiamai įkrautos, o PAP skaidulos – teigiamai, tad chemiškai turėtų viena kitą traukti.
Bandymuose su sintetiniais PAP fragmentais tyrėjai pamatė, kad RNR iš tiesų prisijungia prie skaidulų. Dar daugiau – RNR, sumaišyta su spermoje esančiais baltymų fragmentais, padėjo susidaryti lašeliams, kuriuose laikui bėgant baltymai virto tvirtomis amiloidinėmis skaidulomis su „prikabinta“ RNR.
Komanda taip pat išskyrė iš žmogaus spermos amiloidų turtingą medžiagą ir aptiko, kad ji nešioja smulkiąsias RNR, ypač transfer RNR fragmentus (tRNR), kurie įprastai svarbūs baltymų gamybai ląstelėse.
Kaip RNR patenka į spermatozoidą
Norėdami patikrinti, ar skaidulos iš tiesų patenka į spermatozoidų vidų, o ne tik „prilimpa“ prie jų paviršiaus, mokslininkai prie skaidulų prijungė labai mažas aukso daleles ir jas stebėjo naudodami pažangią trimačio vaizdinimo elektroninę mikroskopiją. Vaizdai parodė skaidulas ląstelių viduje – už išorinės membranos.
Fluorescenciniais dažais pažymėję skaidulas ir spermatozoidų membranas skirtingomis spalvomis, tyrėjai filmuodami gyvas ląsteles matė, kaip skaidulos kerta membraną ir kaupiasi viduje – kartais per kelias minutes. Panašūs bandymai parodė, kad skaidulas gali pasisavinti ir žmogaus bei pelės spermatozoidai.
Kitas žingsnis buvo patikrinti, ar tokia pernešta RNR pasiekia embrioną. Laboratorijoje pelės spermatozoidus paveikus RNR „pakrautomis“ amiloidinėmis skaidulomis ir jais apvaisinus kiaušialąstes, ankstyvieji embrionai gavo RNR.
Siekiant įvertinti, ar pristatyta RNR embrione gali būti panaudota, bandymams pasirinkta RNR, turinti instrukcijas žaliajam fluorescuojančiam baltymui. Tyrėjų teigimu, embrionai, sukurti naudojant amiloidais paveiktus spermatozoidus, pagamino bent 10 kartų daugiau fluorescuojančio baltymo, o tai rodo, kad pristatyta RNR buvo funkcionali.
Ką tai gali reikšti toliau
Mokslininkai jau žinojo, kad spermatozoidai bręsdami sėklidės prielipe gali gauti RNR iš mažų pūslelių. Naujasis darbas leidžia manyti, kad papildoma RNR spermatozoidus gali pasiekti ir tiesiogiai iš sėklinio skysčio ejakuliacijos metu.
Vis dėlto autoriai pabrėžia, kad šie rezultatai nerodo, jog amiloidais pernešama RNR lemia paveldimas savybes ar ligas. Eksperimentuose naudotos laboratorijoje paruoštos skaidulos, embrionai nebuvo stebimi iki gimimo, o aukščiausios raiškos vaizdinimo metodu gauta nedaug neabejotinų pavyzdžių, patvirtinančių skaidulas spermatozoidų viduje.
Tyrėjai neatmeta, kad ateityje tokios „pernešimo“ sistemos galėtų būti pritaikytos RNR gabenimui biotechnologijose, įskaitant genų redagavimui naudojamas molekules. Tačiau kol kas tai – tik galimybė, nes dar neparodyta nei praktinė genų redagavimo taikymo nauda, nei tokio metodo saugumas.
Tyrimas publikuotas žurnale „Molecular Cell“.
Leave a Reply