Skip to main content

Mechanisms of chromosome segregation in mammalian oocytes

Article Category

Article available in the folowing languages:

Badania finansowane ze środków unijnych przyczyniają się do poznania efektu wieku rozrodczego

Prawdopodobieństwo problemów z ciążą dramatycznie rośnie w przypadku kobiet około czterdziestego roku życia. Dzięki badaniom w ramach projektu ChromOocyte udało nam się lepiej poznać mechanizmy odpowiedzialne za to zjawisko, co może doprowadzić do poprawy skuteczności zapłodnienia in vitro.

Badania podstawowe

W krajach rozwiniętych wiek, w którym kobiety rodzą dzieci stale rośnie – obecnie wiele z nich decyduje się na posiadanie dzieci po ukończeniu trzydziestego piątego roku życia, pomimo tego, że w tym wieku rośnie prawdopodobieństwo wystąpienia komplikacji. Przede wszystkim spada płodność, a po poczęciu może wystąpić kolejna poważna przeszkoda: – szacuje się, że u około 10 do 25 % kobiet, które ukończyły 30. rok życia odsetek haploidalnych komórek jajowych z zaburzeniami chromosomalnymi wzrasta po czterdziestce do ponad 50 %. Celem zespołu ChromOocyte było lepsze zrozumienie mechanizmów powiązanych z „efektem wieku rozrodczego”. Chociaż wiadomo było, że zjawisko to jest spowodowane błędami w segregacji chromosomów w oocytach ssaków, wiele mechanizmów pozostawało nieznanych. „Nieliczne badania, które udało nam się znaleźć, zostały przeprowadzone na utrwalonych komórkach, natomiast brakowało badań nad żywymi komórkami”, mówi dr Melina Schuh, dyrektorka Wydziału Mejozy Instytutu im. Maxa Plancka i koordynatorka projektu ChromOocyte. „Ponadto brakowało systematycznych metod identyfikacji nowych genów, które są potrzebne do dokładnej progresji przez mejozę w komórkach jajowych ssaków”. Zespół poczynił znaczne postępy. Z powodzeniem przeprowadził mikroskopię żywych komórek oocytów ludzkich w wysokiej rozdzielczości i zobrazował te komórki w różnych stadiach mejozy. Ponadto naukowcy opracowali także metodę wieloparametrycznej przesiewowej analizy fenotypów, która umożliwia systematyczną identyfikację genów mejotycznych ssaków. „Nasze podejście umożliwiło nam pozbawienie oocytów kilku genów jednocześnie i uzyskanie łącznie 774 genów. Następnie przeanalizowaliśmy funkcję tych genów jednocześnie przy pomocy wysokiej rozdzielczości obrazowania chromosomów i mikrotubuli w żywych oocytach. Każdy oocyt oceniliśmy ilościowo z uwzględnieniem 50 fenotypów, co pomogło nam wygenerować wyczerpujący zasób funkcji genów mejotycznych”, wyjaśnia dr Schuh. Badanie przesiewowe pozwoliło na uzyskanie opisanych danych dotyczących progresji mejozy w ponad 2 000 komórek jajowych ssaków. Pozwoliło to zespołowi na systematyczne przeanalizowanie wad związanych z nieprawidłową segregacją chromosomów podczas mejozy. W ramach projektu zidentyfikowano szereg powodów, dla których liczba wad w komórkach jajowych młodych i starszych kobiet jest dość wysoka. Dr Schuh tłumaczy: „Na przykład ludzkie komórki jajowe często tworzą wrzeciono podziałowe, przechodząc przez przedłużone stadium wrzeciona wielobiegunowego. Zwiększa to prawdopodobieństwo opóźnienia w stadium anafazy. Ustaliliśmy, że zjawisku temu może sprzyjać wiele nieprawidłowych przyłączy łączących kinetochory z mikrotubulami”. Zgromadzone w czasie badań dane sugerują, że niestabilność wrzeciona i przemijająca wielobiegunowość przyczyniają się do wysokiego wskaźnika błędów segregacji chromosomów w ludzkich komórkach jajowych. „Stwierdziliśmy, że w miarę jak kobiety starzeją się, ich chromosomy ulegają dezintegracji. Może to być spowodowane faktem, że czterdziestoletnia kobieta ma czterdziestoletnie komórki jajowe i chromosomy”. Przypuszczalnie najbardziej zaskakujący rezultat projektu dotyczył tego, że filamenty aktynowe przenikają przez wrzeciono w komórkach jajowych kilku gatunków ssaków, w tym ludzi. „Nie spodziewaliśmy się tego. Filamenty aktynowe dotychczas były opisywane jako czynniki odgrywające rolę w kształtowaniu lub migracji komórek, ale ogólnie uważano je za zbędne w przypadku segregacji chromosomów. Odkryliśmy, że aktyna stymuluje dokładną segregację chromosomów, a zatem jest niezbędna, aby zapobiec błędom podczas segregacji chromosomów w oocytach”, mówi dr Schuh. Projekt ChromOocyte przyczynił się do lepszego zrozumienia, dlaczego segregacja chromosomów w ludzkich komórkach jajowych jest tak podatna na błędy. Jednak wiele aspektów mejozy w ludzkich komórkach nadal nie jest w pełni zrozumiałych, a dr Schuh zamierza w nadchodzących latach rozwijać badania w tej dziedzinie.

Słowa kluczowe

ChromOocyte, mejoza, oocyt, haploidalna komórka jajowa, ssaki, płodność

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania