Spermie a vajíčka nesmí na rozdíl od tělních (somatických) stárnout, protože z nich vznikne i další nesmrtelná zárodečná linie. Tento mechanismus vydržel už cca miliardu let.
Vědci se nyní soustředili na vyvíjející se embryo. To již obsahuje „nesmrtelné“ spermie, v zárodku ovšem probíhá řada procesů, před nimiž se tyto nesmrtelné buňky nejspíš musejí chránit. Děje se to pomocí tzv. přeprogramování, ovšem spermie se v důsledku toho zase stává ve zvýšené míře zranitelná vůči sobeckým genetickým elementům, „skákajícím genům“ (transpozonům a zejména retrotranspozonům) – výsledkem může být např. neplodnost.
Na University of Edinburgh ve spolupráci s výzkumníky z Cambridge, Paříže a Berlína nyní zkoumali, jak konkrétně si spermie chrání svou genetickou informaci před skákajícími geny. Ukázalo se, že klíčovou roli zde má hrát protein SPOCD1, který skákající geny deaktivuje pomocí methylace. Experimenty na myších samcích ukázaly, že bez tohoto proteinu probíhá methylace s chybami a následné narušení DNA vede právě k neplodnosti. Fungování proteinu SPOCD1 ovšem představuje složitý proces: SPOCD1 přitom interaguje s dalším proteinem MIWI2 a ten se navíc váže na malé molekuly RNA, tzv. piRNA. Vztah mezi piRNA a skákajícími geny se předpokládal již dříve.
Retrotranspozony jako typ sobecké DNA tvoří skoro polovinu lidského genomu.
Ansgar Zoch et al. SPOCD1 is an essential executor of piRNA-directed de novo DNA methylation, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2557-5
Zdroj: University of Edinburgh/Phys.org