Восстановление дефицита белка KIFC1 может улучшить фертильность

Основной причиной выкидышей является то, что человеческие яйцеклетки на удивление плохо справляются с количеством хромосом в них. Но теперь исследователи из Института Макса Планка идентифицировали моторный белок, который помогает этому процессу функционировать гладко, что открывает потенциальный новый способ повысить эффективность лечения бесплодия.

Люди обычно наследуют 46 хромосом, половина из которых поступает из сперматозоидов одного из родителей, а другая половина — из яйцеклеток другого.

Клетки-предшественники яйцеклетки, называемые ооцитами, содержат две копии каждой хромосомы и теряют одну из них в процессе клеточного деления. Это управляется аппаратом веретена, структурой волокон, которые тянут одну копию каждой хромосомы к противоположным концам веретена, прежде чем ооцит разделится между ними.

Проблема в том, что во время этого процесса часто случаются ошибки.

Большинство выкидышей вызваны зрелой яйцеклеткой, содержащей слишком много или слишком мало хромосом, в то время как такие состояния, как синдром Дауна, также могут возникать из-за хромосомных аномалий.

«Мы уже знаем, что ооциты человека часто собирают веретена с нестабильными полюсами», — сказала Мелина Шух, автор исследования. «Такие нестабильные веретена неправильно упорядочивают хромосомы во время деления».

Как ни странно, у других млекопитающих, похоже, нет такой же частоты ошибок, поэтому в новой работе исследователи изучили различия между людьми и животными.

Они провели молекулярную инвентаризацию белков, которые играют роль в стабилизации веретен, сравнив ооциты человека с ооцитами мышей, свиней и коров.

При этом команда идентифицировала конкретный белок под названием KIFC1, который относительно дефицитен в ооцитах человека, но гораздо чаще встречается у других тестируемых животных.

Этот моторный белок строит мостики между волокнами веретена деления, сохраняя их стабильность. Чтобы проверить, не является ли отсутствие этого белка причиной высокой частоты хромосомных ошибок, ученые удалили его из ооцитов мыши и коровы.

«Без этого моторного белка большинство мышиных и бычьих ооцитов собирали нестабильные веретена, как ооциты человека, и возникало больше ошибок сегрегации хромосом», — сказал Чун Со, первый автор исследования. «Таким образом, наши результаты показывают, что KIFC1 имеет решающее значение для обеспечения безошибочного распределения хромосом во время мейоза».

Затем исследователи проверили, работает ли это и в другую сторону. Они добавили дополнительный KIFC1 в ооциты человека и обнаружили, что веретена стали значительно более стабильными, с меньшим количеством ошибок.

При дальнейшей работе эта находка может стать прорывом в повышении эффективности ЭКО или других методов лечения бесплодия.

«Таким образом, введение KIFC1 в ооциты человека может стать возможным подходом к уменьшению количества дефектных яйцеклеток», — сказала Мелина Шух. «Это может помочь сделать лечение бесплодия более успешным».