Осуществлен важный прорыв в понимании процесса, которые продуцирует спермии или яйцеклетки у млекопитающих. В противоположность предыдущей теории, согласно которой два типа гамет врожденно программируются к вступлению в мейоз, две работы показалли, что уровни внешнего сигнала - ретиноевой кислоты (RA) — контролируют временные параметры этого события и, следовательно, тип продуцируемых гамет.

Ключом к продукции гамет является время, в течение которого зародышевые клетки, из которых они происходят, вступают в мейоз. У мышей мейоз инициируется у самок во время эмбрионального развития (на ст. E13.5), тогда как у самцов это происходит только после рождения. Это время является критическим, т.к. поздний мейоз зародышевых клеток самцов позволяет продуцировать скорее спермии, чем яйцеклетки. T

David Page с коллегами показал, что антагонист RA рецептора (RAR) супрессирует экспрессию премейотического маркера (Stra8) в культивируемых эмбриональных овариях мышей. Более того, хотя Stra8 обычно не экспрессируется в гонадах самцов вплоть до периода родов, добавление RA к тестисам в культуру стимулирует экспрессию маркера. Это привело авт. к предположению, что RA необходима зародышевым клеткам для вступления в мейоз и показало, что регулируемая деградация RA может контролировать время наступления этого события.

В подтверждение этому Page с коллегами показали, что ингибитор RA-деградирующего энзима CYP26B1 заставляет эмбриональные тестисы экспрессировать Stra8. Эти находки — находятся в согласии с предыдущими исследованиями — показывают также, что ген Cyp26b1 экспрессируется в эмбриональных тестисах, но не в эмбриональных овариях, указывая тем самым, как могут возникать различия между временем продукции яйцеклеток и спермиев.

В отдельном исследовании Peter Koopman с коллегами расширили эти находки, добавив некоторые важные уточнения, как контролируется время индукции мейоза. Они осуществили скрининг по генам, экспрессируются пол-специфически во время развития гонад. Это выявило Cyp26b1, который, как они установили, экспрессируется первоначально в разивающихся гонадах обоих полов — в противопложность находкам Page и др. — но который становится специфичным для самцов на ст. E12.5.

Авт. затем тестировали присутствие RA в разивающейся урогенитальной системе. У обоих полов выявлялась экспрессия RA в mesonephros (структуре, которая физически присоединена к гонадам). Более того, активность RA обнаруживалась более высокой в развивающихся яичниках, чем в развивающихся семенниках. Так же как и в исследовании Page и др., но используя более широкий набор мейотических маркеров, это исследование также показало, что RA может индуцировать мейоз зародышевых клеток в культивируемых органах и что эта индукция ингибируется с помощью RAR антагонистов.

Koopman с коллегами также предоставили строгие доказательства, что CYP26B1 является ответственным за контролеь времени мейоза зародышевых клеток у обоих полов. Cyp26b1-нулевые самцы мышей обнаруживают повышенную экспрессию мейотических маркеров в эмбриональных гонадах и мейоз зародышевых клеток происходит раньше как и у самок с тем же самым генетическим дефектом.

Итак, пересматривая наше понимание, как продцуируются спермии и яйцеклетки, эти результаты имеют важное практическое применение. Временной механизм предоставляет мишень для воздействия по увеличению или супрессии плодовитости, а понимание того, как это работает может оказаться важным в попцтках продуцировать гаметы из культивируемых стволовых клеток зародышевой линии.