Genetske mutacije, ki lahko povzročijo bolezni pri potomcih, postajajo s staranjem moških vse pogostejše v njihovi spermi.
V obsežni študiji, objavljeni v reviji Nature, so znanstveniki z Inštituta Wellcome Sanger in Kraljevega kolidža v Londonu kartirali, kako se škodljive mutacije DNK kopičijo v celotnem genomu sperme, ko moški postajajo starejši.
Rezultati odpirajo nove poti za raziskovanje, kako lahko okoljski dejavniki in življenjski slog vplivajo na genetsko zdravje prihodnjih generacij.
Mutacije v celicah
V tkivih, ki se nenehno obnavljajo, lahko mutacije nekaterim celicam dajejo prednost, saj jim omogočajo hitrejše razmnoževanje. Te skupine identičnih 'klonskih' celic se nato širijo in sčasoma prevladajo nad sosednjimi celicami.
A medtem ko do nedavnega znanstveniki niso imeli natančnih orodij, s katerimi bi lahko izmerili, katere mutacije so v spermi evolucijsko prednostne, so zdaj to uspeli premostiti z NanoSeq, visoko natančno tehnologijo sekvenciranja DNK. Tako so analizirali seme 81 zdravih moških, starih od 24 do 75 let.
Vzorci so izvirali iz britanske kohorte TwinsUK, največjega registra dvojčkov v Združenem kraljestvu, ki zagotavlja dobro dokumentirano in raznoliko populacijo za primerjavo.
Podatki so pokazali, da je približno 2 % semenčic moških v zgodnjih tridesetih vsebovalo mutacije, ki povzročajo bolezni. Ta delež se je povečal na 3–5 % pri moških, starih med 43 in 74 let.
Pri udeležencih, starih okoli 70 let, je imelo celo 4,5 % semenčic škodljive mutacije – jasen dokaz povezave med starostjo in genetskim tveganjem za potomce.
Evolucijske prednosti
Povečanja ne povzročajo le naključne napake v DNK, ki se kopičijo s časom.
Namesto tega se zdi, da subtilna oblika naravne selekcije znotraj mod daje določenim mutacijam reproduktivno prednost, kar jim omogoča, da postanejo pogostejše pri tvorbi sperme.
Raziskovalci so opredelili 40 genov, ki imajo koristi od tega procesa; mnogi od njih so povezani z resnimi nevro-razvojnimi motnjami pri otrocih in dednimi oblikami raka.
A čeprav število semenčic s škodljivimi mutacijami s starostjo narašča, to še ne pomeni, da vse te mutacije vodijo do oploditve ali zdrave nosečnosti.
Nekatere lahko preprečijo oploditev ali normalen razvoj zarodka, druge pa povzročijo spontani splav. Potrebne so dodatne raziskave, da bi ugotovili, kako vse večje število mutacij v spermi vpliva na zdravje otrok.
Komplementarna študija
V dodatni študiji, prav tako objavljeni v Nature, so znanstveniki z Medicinske fakultete Harvard in Inštituta Sanger raziskovali isti pojav z drugega vidika — opazovali so mutacije, ki so že prenesene na otroke, namesto tistih, ki so neposredno izmerjene v spermi.
Z analizo DNK več kot 54.000 družin (starši in otrok) ter 800.000 zdravih posameznikov je ekipa identificirala več kot 30 genov, pri katerih mutacije dajejo celicam sperme konkurenčno prednost — ponovno številne, povezane z redkimi razvojnimi motnjami in rakom, mnoge pa se prekrivajo s skupino genov, opaženih neposredno v spermi.
Študija je pokazala, da te mutacije lahko povečajo stopnjo mutacij v spermi tudi za 500-krat, kar pojasnjuje, zakaj se nekateri redki genetski sindromi pojavijo pri otrocih, čeprav starši sami nimajo teh mutacij.
Zanimivo je, da raziskovalci opozarjajo, da lahko zaradi pogostosti teh mutacij v spermi nekateri geni kažejo lažno pozitivno povezavo z boleznimi, ki jo povzroča visoka stopnja mutacij, ne pa dejanska genetska povezava.
Študija poudarja, kako se naravna selekcija znotraj sperme lahko neposredno zazna v DNK otrok in vpliva na verjetnost dedovanja določenih genetskih motenj.
Izjave raziskovalcev
"Pričakovali smo, da bomo našli nekaj dokazov o selekciji, ki oblikuje mutacije v spermi. Presenetilo nas je, kako močno to poveča delež semenčic, ki nosijo mutacije, povezane z resnimi boleznimi," je povedal dr. Matthew Neville z Inštituta Wellcome Sanger, glavni avtor študije.
Profesor Matt Hurles, direktor Inštituta Wellcome Sanger in soavtor raziskave, je dodal, da odkritja razkrivajo skrito genetsko tveganje, ki se povečuje s starostjo očeta: "Nekatere spremembe v DNK ne samo preživijo, ampak celo uspevajo znotraj mod, kar pomeni, da imajo očetje, ki pozneje v življenju spočnejo otroka, nevede večje tveganje, da prenesejo škodljivo mutacijo na svoje potomce."
Vir: Science Daily
Preberite si tudi: "Nimam partnerja, moja biološka ura pa neusmiljeno tiktaka!" Porota odgovarja!