Ученые впервые показали, почему яйцеклетки живут десятилетиями

Микробиологи показали в эксперименте на мышах, что яйцеклетки содержат особенно высокий процент долгоживущих белков. Это позволяет яйцеклетке сохранять в течение десятилетий способность давать новую жизнь.

Все яйцеклетки рождаются еще в пренатальный период. Более точно: рождаются не сами яйцеклетки, а их "прототипы" – ооциты. У человека 20-недельный женский плод обычно содержит от 6 до 7 миллионов ооцитов. Большинство ооцитов умирает еще в детстве, но около 300 тысяч доживают до пубертата, а примерно 1000 еще жива к возрасту менопаузы, когда женщине около 50 лет. Как ооцитам удается жить настолько долго и сохранять способность к деторождению? Ответа на этот вопрос не было очень долго.

К нему подошли две команды ученых. Одна – из Института Макса Планка – их работа опубликована в журнале Nature cell biology, вторая – из двух американских университетов Северозападного и Пенсильванского – их работа опубликована в журнале eLife. Оба исследования проводились на мышах и следовали похожей схеме эксперимента.

Главную работу в клетке выполняют белки. Они постоянно синтезируются и распадаются обычно в течение несколько дней. Но есть особые долгоживущие белки, которые сохраняются годами у грызунов и десятилетиями у людей. Такие белки есть в хрусталике глаза, в хрящах суставов, в мозге и в митохондриях – это органеллы, генерирующие энергию клеток. Ученые знали и о нескольких устойчивых белках в яичниках.

Чтобы понять сколько живут белки, работающие в ооцитах и яичниках, ученые использовали метод переключения диеты. Сначала самкам мышей давали специальный корм, который вместо молекул обычного углерода (12С), содержал более тяжелый изотоп – 13С. Тяжелый углерод накапливался в тканях и ооцитах животного, и когда у мышей родилось потомство, в его тканях тоже был тяжелый углерод. Родившихся мышей перевели на новый корм, уже с нормальным углеродом 12С. Это позволило отличить белки, полученные от матери, от белков, возникших уже после рождения. .

Биологи проанализировали ооциты 8-недельных мышей, которые находятся в расцвете репродуктивных сил. Около 10% белков в этих клетках были сформированы, пока животные находились еще в утробе (они содержали тяжелый углерод). Эксперимент показал, что ооциты содержат особенно высокий процент долгоживущих белков, что и позволяет им сохранять способность давать новую жизнь.

Но даже эти долгоживущие белки с возрастом распадаются. Биолог Аманда Каллен из Медицинской школы Йельского университета говорит, что диагностические тесты, основанные на определении уровня долгоживущих белков, могут дать ценную информацию пациенткам, обеспокоенным своей фертильностью. "Даже если я не могу остановить старение яичника, я могу предсказать скорость старения и предложить, например, заморозку яйцеклеток.", – говорит Каллен.