Ученые обнаружили скрытые «часы старения» в человеческой сперме

Исследователи из Университета здравоохранения Юты в США обнаружили ранее неизвестный механизм, который показывает, как возраст отца может влиять на здоровье его детей. Речь идет о молекулах РНК в сперматозоидах, которые с возрастом меняются предсказуемым образом, как у мышей, так и у людей.

Ранее ученые связывали риски для здоровья детей, рожденных от пожилых отцов (ожирение, мертворождение и др.), в основном с повреждением ДНК в стареющей сперме. Однако новое исследование показывает, что важную роль играет и РНК — молекулы, которые несут инструкции по регуляции генов на самых ранних этапах развития эмбриона.

Сложность заключалась в том, что многие РНК в сперме короткие и химически модифицированные, что делало их «невидимыми» для стандартных методов анализа. Ученые разработали новый метод секвенирования — PANDORA-seq, который позволил впервые детально изучить эти молекулы.

Анализ спермы мышей разного возраста выявил четкую закономерность: состав РНК менялся постепенно, но примерно в середине жизни происходил резкий, драматический сдвиг — «возрастной обрыв».

Более того, ученые обнаружили своеобразные молекулярные часы: с возрастом определенные РНК в сперматозоидах становились длиннее, в то время как короткие фрагменты встречались реже. Этот же тренд на удлинение РНК подтвердился и в образцах человеческой спермы. Интересно, что это противоположно процессу старения ДНК, которая с возрастом, наоборот, фрагментируется.

Чтобы проверить влияние этих «возрастных» РНК, ученые ввели их в эмбриональные стволовые клетки мыши. В результате в клетках изменилась активность генов, связанных с метаболизмом и нейродегенеративными заболеваниями. Это указывает на то, что РНК из спермы пожилого отца могут влиять на развитие эмбриона и потенциально повышать риски заболеваний у ребенка в будущем.

Важным шагом стало выделение именно головки сперматозоида — части, которая проникает в яйцеклетку. РНК из хвоста сперматозоида ранее маскировали сигнал, и только изолировав головку, ученые смогли четко увидеть картину старения.

Открытие может привести к созданию новых тестов фертильности, которые будут оценивать не только ДНК, но и РНК-профиль спермы. В дальнейшем ученые планируют выявить конкретные ферменты, управляющие этими изменениями. Понимание механизма «молекулярных часов» спермы может открыть пути для сохранения ее качества с возрастом и снижения рисков для здоровья будущих поколений.