Найдено объяснение существования мужского бесплодия

Израильские специалисты по молекулярной генетике выдвинули гипотезу, объясняющую парадоксально высокую представленность мужского бесплодия в человеческой популяции. В своей работе, опубликованной в журнале Nature Communications, ученые делают вывод о том, что этот феномен связан с накоплением вредных мутаций в сцепленных с мужским полом генах из-за ассиметричного «пробуксовывания» механизма естественного отбора.

Согласно примерным оценкам, проблема пониженной фертильности, связанная с генетическими мутациями, затрагивает в среднем около 15 процентов взрослых мужчин. Столь высокий и постоянный уровень присутствия этого неблагоприятного для выживания вида признака в популяции парадоксален, так как противоречит логике естественного отбора, выбраковывающего вредные аллели.

Профессор Шмуэль Пьетроковски (Shmuel Pietrokovski) и его коллега Моран Гершони (Moran Gershoni) из отделения молекулярной генетики Weizmann Institute of Science (Израиль) в поисках объяснения этого противоречия предположили, что оно может быть связано с разницей в работе отбора по отношению к генам, чья активность одинакова у обоих полов и генам, чья экспрессия жестко сцеплена с одним из полов, например с мужским. В отличие от первого, во втором случае в другой, женской, половине популяции позитивная селекция по мужским генам снижена и вредоносные мутации в них наследуются и накапливаются.

Пьетроковски и Гершони построили математическую модель такого ассиметричного эволюционного процесса, которая показала, что число пагубных мутаций в сцепленных с полом генах должно вдвое превышать общепопуляционный показатель. Для проверки этого результата ученые с помощью компьютерного анализа данных об активности генов человека выделили 95 из них, чья экспрессия происходит исключительно в тестикулах. Известно, что повреждающие мутации в этих генах ведут к мужской стерильности. Затем исследователи отследили поведение этих 95 жестко сцепленных с полом генов в геномах, расшифрованных в рамках проекта «1000 геномов». Анализ показал, что, в соответствии с математической моделью, число вредоносных мутаций в них вдвое превышает показатели генов, равно активных у обоих полов. «Мы предполагаем, что в основе высокой представленности мужского бесплодия в популяции лежит наследование вызывающих эту патологию мутаций по неучаствующей в отборе женской линии», — делают вывод Пьетроковски и Гершони.   

Напомним, что о выделении мутаций, ответственных за мужское бесплодие, в апреле 2013 года сообщили специалисты из Центра репродуктивной медицины и андрологии Мюнстерского университета (Германия). Речь идет о вариациях в гене FSH, кодирующем гипофизарный фолликулостимулирующий гормон — базовый гормон, отвечающий за нормальное функционирование репродуктивной системы организма.

Как полагают израильские специалисты, новый взгляд на особенности работы механизма естественного отбора в отношении сцепленных с полом генов может объяснить, почему многие заболевания, в основе которых лежат генетические мутации, ассиметрично связаны с полом. Например, известно, что шизофрения и болезнь Паркинсона чаще поражают мужчин, а депрессия и аутоиммунные заболевания – женщин. Кроме того, указывают  Пьетроковски и Гершони, в свете полученных ими результатов врачам при назначении лечения стоит особенно обращать внимание на пол пациентов.

Израильские специалисты по молекулярной генетике выдвинули гипотезу, объясняющую парадоксально высокую представленность мужского бесплодия в человеческой популяции. В своей работе, опубликованной в журнале Nature Communications, ученые делают вывод о том, что этот феномен связан с накоплением вредных мутаций в сцепленных с мужским полом генах из-за ассиметричного «пробуксовывания» механизма естественного отбора.

Согласно примерным оценкам, проблема пониженной фертильности, связанная с генетическими мутациями, затрагивает в среднем около 15 процентов взрослых мужчин. Столь высокий и постоянный уровень присутствия этого неблагоприятного для выживания вида признака в популяции парадоксален, так как противоречит логике естественного отбора, выбраковывающего вредные аллели.

Профессор Шмуэль Пьетроковски (Shmuel Pietrokovski) и его коллега Моран Гершони (Moran Gershoni) из отделения молекулярной генетики Weizmann Institute of Science (Израиль) в поисках объяснения этого противоречия предположили, что оно может быть связано с разницей в работе отбора по отношению к генам, чья активность одинакова у обоих полов и генам, чья экспрессия жестко сцеплена с одним из полов, например с мужским. В отличие от первого, во втором случае в другой, женской, половине популяции позитивная селекция по мужским генам снижена и вредоносные мутации в них наследуются и накапливаются.

Пьетроковски и Гершони построили математическую модель такого ассиметричного эволюционного процесса, которая показала, что число пагубных мутаций в сцепленных с полом генах должно вдвое превышать общепопуляционный показатель. Для проверки этого результата ученые с помощью компьютерного анализа данных об активности генов человека выделили 95 из них, чья экспрессия происходит исключительно в тестикулах. Известно, что повреждающие мутации в этих генах ведут к мужской стерильности. Затем исследователи отследили поведение этих 95 жестко сцепленных с полом генов в геномах, расшифрованных в рамках проекта «1000 геномов». Анализ показал, что, в соответствии с математической моделью, число вредоносных мутаций в них вдвое превышает показатели генов, равно активных у обоих полов. «Мы предполагаем, что в основе высокой представленности мужского бесплодия в популяции лежит наследование вызывающих эту патологию мутаций по неучаствующей в отборе женской линии», — делают вывод Пьетроковски и Гершони.   

Напомним, что о выделении мутаций, ответственных за мужское бесплодие, в апреле 2013 года сообщили специалисты из Центра репродуктивной медицины и андрологии Мюнстерского университета (Германия). Речь идет о вариациях в гене FSH, кодирующем гипофизарный фолликулостимулирующий гормон — базовый гормон, отвечающий за нормальное функционирование репродуктивной системы организма.

Как полагают израильские специалисты, новый взгляд на особенности работы механизма естественного отбора в отношении сцепленных с полом генов может объяснить, почему многие заболевания, в основе которых лежат генетические мутации, ассиметрично связаны с полом. Например, известно, что шизофрения и болезнь Паркинсона чаще поражают мужчин, а депрессия и аутоиммунные заболевания – женщин. Кроме того, указывают  Пьетроковски и Гершони, в свете полученных ими результатов врачам при назначении лечения стоит особенно обращать внимание на пол пациентов.