Рис.1. | Spermatogenesis.
Рис.2. | Ovum fertilization.
Рис.3. | An ontology of biological processes that are represented by sperm RNAs.
Рис.4. | Delivery of RNAs present in human sperm.
| It has been widely held that all that fathers essentially contribute to the next generation is half their genome. However, recent progress towards understanding biological processes such as sperm maturation and fertilization now indicates that the paternal contribution has been underestimated. To tackle some of the misconceptions surrounding the paternal contribution, the factors that are actually delivered by the sperm at fertilization and their potential developmental functions will be discussed using data from humans and animal models. Although still in their infancy, the practical applications of using sperm RNAs have already emerged in reproductive medicine as markers that are indicative of successful vasectomy. They are also beginning to appear in the forensic sciences and, within the next decade, might appear in the environmental sciences.
Хотя общепринято, что всё, что отцы вносят существенного в следующее поколение, это половина их генома, однако недавние успехи репродуктивной биологии показали, что отцовский вклад недооценен.
Хотя ранние сообщения о присутствии РНК в эйякулированных спермиях были законным образом оспорены на техническом уровне, некоторые группы, используя разные техники, сегодня установили их присутствие в спермиях человека, мыши и растений.
Способность обнаруживать РНК в зрелых спермиях отражает их уникальное обеспечение синтеза в округлых сперматидах, т.к. они покрыты защитной белковой оболочкой во время финального взрыва транскрипции.
Используя высокопроизводительные техники, были получены профили транскриптов спермиев от нормальных плодовитых мужчин. Эти транскрипты спермиев представлют собой определенный субнабор из тез, что обнаруживаются в семенниках. Интересно, что была также идентифицирована серия антисмыслових РНК.
Транскрипционные факторы, РНК и сигнальные молекулы часто обнаруживаются при обработке околядерных theca или ядерного матрикса. Это подтверждает тесный контакт этих факторов и структур, которые функционируют в качестве ядерных организующих центров.
PLCΖ (phospholipase Cζ) высвобождается спермиями при оплодотворении и оказывает интегрирующую роль в кортикальной реакции и индукции серий Ca2+ осцилляций. Спермии человека и др. приматов также высвобождают центриоли, одну из первых структур, которые как было установлено имеют отцовское происхождение.
Во время первого деления после оплодотворения градиент факторов распределяется между двумя дочерними клетками. Это связано с началом спецификации судеб клеток, в результате возникает интригующая возможность, что факторы, получаемые от отца также могут сегрегировать и быть необходимы вплоть до активации зиготического генома.
Недавняя демонстрация, что РНК высвобождаются в ответ на оплодотворение, ставят важный вопрос, связанный с их потенциальными функциями. Кстати, идентифицированы некоторые предполагаемые кандидаты, включая мРНК, которая кодирует PLCΖ и miRNA , которая может модулировать рецепторы insulin-like growth factor 2 receptor, IGF2R.
Изучение РНК спермиев может служить диагностическим инструментом. Они могут быть использованы в качестве биомаркеров плодовитости. Они могли бы также использоваться для мониторинга внешнесредовых агентов.
|