Международная группа исследователей опубликовала в журнале Nature результаты работы, демонстрирующей, как возраст отца влияет на генетическое здоровье потомства.
Применив новейшую технологию глубокого секвенирования NanoSeq, ученые проанализировали образцы спермы 75 мужчин в возрасте от 24 до 75 лет, а также кровь добровольцев 22-84 лет для сопоставления процессов в различных тканях, пишет naked-science.
Центральное открытие касается механизма распространения вредоносных генетических изменений. Оказалось, что позитивная селекция работает не только на благо организма. Половые клетки с определёнными изменениями получают преимущество в выживании и активно размножаются внутри репродуктивной системы мужчины. Однако две трети таких «успешных» клеток одновременно являются носителями опасных для будущего ребёнка генетических дефектов.
Количественный анализ частоты аллельных вариантов показал неожиданную картину. Нейтральные генетические изменения, не влияющие на функции организма, накапливались равномерно на протяжении жизни. Однако мутации, способные вызвать нарушения внутриутробного развития плода, демонстрировали иную динамику. У тридцатилетних мужчин около 2% сперматозоидов несли такие изменения, тогда как у семидесятилетних этот показатель достигал 4,5% — втрое больше прогнозируемого уровня.
Общая доля половых клеток с болезнетворными изменениями составила 3,3%. Треть из них возникает в результате обычных мутационных процессов, ещё треть объясняется действием известных драйверных генов, усиливающих отбор клеток. Происхождение оставшейся трети пока остаётся загадкой, что указывает на существование неизвестных механизмов селекции.
Особое внимание привлёк непропорциональный вклад небольшой группы генетических локусов. Из 374 проблемных генов всего 10% обеспечивали 43% мутационной нагрузки. Шесть генов — KDM5B, MIB1, SMAD6, PRRC2A, NF1 и PTPN11 — оказались ответственны за более чем 20% наблюдаемых патологических изменений. Это свидетельствует о наличии критических точек уязвимости в человеческом геноме.
Неожиданным стал вывод об отсутствии связи между образом жизни и накоплением опасных мутаций. Индекс массы тела, курение и потребление алкоголя не влияли на количество патогенных изменений в сперматозоидах. Результат подтвердился при использовании различных методов секвенирования, что указывает на устойчивость мужских половых клеток к внешним мутагенным факторам.
Исследование раскрывает эволюционный парадокс: механизмы, обеспечивающие конкурентное преимущество отдельных сперматозоидов, одновременно повышают риски для здоровья будущих детей. Этот компромисс между приспособленностью половых клеток и безопасностью потомства требует дальнейшего изучения для разработки стратегий репродуктивной медицины и понимания эволюции человеческого генома.
