Выключи метаболизм — и живи вечно. Яйцеклетки преподают нам уроки бессмертия
NewsMakerКак же так выходит, что организм изнашивается, а они — нет?
Секрет молодости яйцеклеток: как клетки сохраняют качество десятилетиями Как сохранить молодость на десятилетия? Оказывается, человеческие яйцеклетки владеют этим искусством в совершенстве. Новое исследование раскрывает их секрет: чтобы выжить и не потерять качество, эти клетки почти полностью выключают свои внутренние системы переработки мусора.
«Изучив более сотни свежедонорских яйцеклеток — самое большое такое исследование на сегодня — мы обнаружили неожиданно минималистичную стратегию, позволяющую этим клеткам оставаться практически нетронутыми на протяжении многих лет», — объясняет д-р Элван Бёке, руководитель группы в Центре геномного регулирования (CRG) в Барселоне и один из авторов статьи. Подобные крупные биологические исследования требуют особого внимания к качеству данных и методологии.
Женщины рождаются с миллионами незрелых яйцеклеток, но с возрастом их запас неизбежно уменьшается. При этом каждая из них может «дожидаться своего часа» десятки лет — вплоть до наступления беременности. Как яйцеклетке удаётся сохранять целостность и не стареть, в отличие от большинства других клеток в организме?
Ответ оказался в том, что яйцеклетки буквально замедляют своё внутреннее «уборочное» оборудование. В обычных клетках за переработку изношенных белков отвечают протеасомы и лизосомы — своего рода молекулярные мусорщики. Они необходимы для поддержания чистоты и здоровья клеток, но такая активность требует энергии. А вместе с ней вырабатываются и побочные продукты — активные формы кислорода (ROS), способные повреждать ДНК. Интересно, что учёные уже работают над методами борьбы со старением с помощью генно-модифицированных клеток.
Яйцеклетки же, по сути, ставят себя в режим глубокой экономии: минимальный метаболизм, минимум ROS, но достаточно активности, чтобы выжить. «Мы предполагаем, что, притормаживая переработку, яйцеклетка сохраняет чистоту без лишних повреждений», — отмечают авторы.
Исследование проводилось на базе клиники репродуктивной медицины Dexeus Mujer в Барселоне. Учёные проанализировали 70 зрелых яйцеклеток и 30 незрелых, полученных от 21 здоровой донорши в возрасте от 19 до 34 лет. При помощи флуоресцентной микроскопии они отслеживали работу митохондрий, лизосом и протеасом в живых клетках. В современной биологии всё чаще используются ИИ-технологии для анализа сложных биологических данных.
Выяснилось, что активность всех трёх систем у яйцеклеток была примерно вдвое ниже, чем у окружающих их вспомогательных клеток. А по мере созревания активность продолжала снижаться. И самое неожиданное: за несколько часов до овуляции яйцеклетки буквально «выбрасывали» лизосомы в окружающую жидкость. В это же время митохондрии и протеасомы перемещались к периферии клетки.
«Это своего рода генеральная уборка, о которой мы раньше не знали», — комментирует д-р Габриэле Заффанини, первый автор статьи.
Полученные данные могут изменить подход к ЭКО (экстракорпоральному оплодотворению). Сегодня в попытке улучшить качество яйцеклеток широко применяются добавки, стимулирующие метаболизм. Однако новое исследование предполагает: наоборот, сохранение естественно «тихого» состояния яйцеклетки может быть более эффективной стратегией. Безопасность медицинских процедур и данных пациентов становится всё более важной темой, особенно с учётом уязвимостей медицинского оборудования .
В дальнейшем команда планирует выяснить, как эта стратегия изменяется с возрастом и при различных формах бесплодия. Это поможет точнее подбирать методы поддержки фертильности — от заморозки яйцеклеток до индивидуализированной подготовки к ЭКО. Развитие биотехнологий идёт стремительными темпами: уже сегодня ИИ помогает создавать новые белки , а искусственный интеллект решает задачи , над которыми учёные работали десятилетиями.
«Изучив более сотни свежедонорских яйцеклеток — самое большое такое исследование на сегодня — мы обнаружили неожиданно минималистичную стратегию, позволяющую этим клеткам оставаться практически нетронутыми на протяжении многих лет», — объясняет д-р Элван Бёке, руководитель группы в Центре геномного регулирования (CRG) в Барселоне и один из авторов статьи. Подобные крупные биологические исследования требуют особого внимания к качеству данных и методологии.
Женщины рождаются с миллионами незрелых яйцеклеток, но с возрастом их запас неизбежно уменьшается. При этом каждая из них может «дожидаться своего часа» десятки лет — вплоть до наступления беременности. Как яйцеклетке удаётся сохранять целостность и не стареть, в отличие от большинства других клеток в организме?
Ответ оказался в том, что яйцеклетки буквально замедляют своё внутреннее «уборочное» оборудование. В обычных клетках за переработку изношенных белков отвечают протеасомы и лизосомы — своего рода молекулярные мусорщики. Они необходимы для поддержания чистоты и здоровья клеток, но такая активность требует энергии. А вместе с ней вырабатываются и побочные продукты — активные формы кислорода (ROS), способные повреждать ДНК. Интересно, что учёные уже работают над методами борьбы со старением с помощью генно-модифицированных клеток.
Яйцеклетки же, по сути, ставят себя в режим глубокой экономии: минимальный метаболизм, минимум ROS, но достаточно активности, чтобы выжить. «Мы предполагаем, что, притормаживая переработку, яйцеклетка сохраняет чистоту без лишних повреждений», — отмечают авторы.
Исследование проводилось на базе клиники репродуктивной медицины Dexeus Mujer в Барселоне. Учёные проанализировали 70 зрелых яйцеклеток и 30 незрелых, полученных от 21 здоровой донорши в возрасте от 19 до 34 лет. При помощи флуоресцентной микроскопии они отслеживали работу митохондрий, лизосом и протеасом в живых клетках. В современной биологии всё чаще используются ИИ-технологии для анализа сложных биологических данных.
Выяснилось, что активность всех трёх систем у яйцеклеток была примерно вдвое ниже, чем у окружающих их вспомогательных клеток. А по мере созревания активность продолжала снижаться. И самое неожиданное: за несколько часов до овуляции яйцеклетки буквально «выбрасывали» лизосомы в окружающую жидкость. В это же время митохондрии и протеасомы перемещались к периферии клетки.
«Это своего рода генеральная уборка, о которой мы раньше не знали», — комментирует д-р Габриэле Заффанини, первый автор статьи.
Полученные данные могут изменить подход к ЭКО (экстракорпоральному оплодотворению). Сегодня в попытке улучшить качество яйцеклеток широко применяются добавки, стимулирующие метаболизм. Однако новое исследование предполагает: наоборот, сохранение естественно «тихого» состояния яйцеклетки может быть более эффективной стратегией. Безопасность медицинских процедур и данных пациентов становится всё более важной темой, особенно с учётом уязвимостей медицинского оборудования .
В дальнейшем команда планирует выяснить, как эта стратегия изменяется с возрастом и при различных формах бесплодия. Это поможет точнее подбирать методы поддержки фертильности — от заморозки яйцеклеток до индивидуализированной подготовки к ЭКО. Развитие биотехнологий идёт стремительными темпами: уже сегодня ИИ помогает создавать новые белки , а искусственный интеллект решает задачи , над которыми учёные работали десятилетиями.