Naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie udowodnili, że białka odpowiadające za prawidłowy rozwój komórki jajowej i plemnika nie mogą być w tym procesie zastępowane przez żadne inne. To istotna zmiana w dotychczasowej wiedzy na temat molekularnych mechanizmów płodności i bezpłodności.
Każdego roku miliony par na świecie zmagają się z niepłodnością. Według Światowej Organizacji Zdrowia problem dotyka nawet 1/6 populacji świata. Nauka w dalszym ciągu poszukuje odpowiedzi na pytania o molekularne mechanizmy prowadzące do niepłodności. Zespół badaczy z Laboratorium Biologii RNA – Grupa ERA Chairs w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej przeprowadził badania, które pozwalają lepiej zrozumieć molekularne podstawy nieprawidłowego rozwoju komórek jajowych i plemników. Skupiono się na białkach TENT5, które od niedawna znajdują się w orbicie zainteresowania biologów. Analizy bioinformatyczne pozwoliły na ich identyfikację dopiero w 2016 r. Białka TENT5 odpowiadają za poliadenylację – proces niezbędny m.in. dla prawidłowego rozwoju komórki jajowej i plemnika.
Mówiąc najprościej, bez białek TENT5 nie ma poliadenylacji, a bez poliadenylacji nie ma życia – tłumaczy dr Michał Brouze, jeden z głównych autorów badania. – Dotychczas panował pogląd, że jeżeli brakuje TENT5 lub z różnych przyczyn nie pełnią one swojej funkcji, mogą być zastąpione przez inne białka. My udowodniliśmy, że są niezastępowalne – jest to istotna zmiana w dotychczasowej wiedzy na temat molekularnych mechanizmów płodności i bezpłodności – dodaje.
Naukowcy połączyli różne metodologie i aspekty badań biologicznych. Przeprowadzili badania nad mutacjami czterech białek rodziny TENT5 u myszy, z zastosowaniem metod klasycznej embriologii. Skupili się na morfologii oocytów i plemników oraz ich potencjale do rozwoju i zapłodnienia. Jednocześnie użyli najnowocześniejszych precyzyjnych metod badania kwasów nukleinowych, m.in. korzystając z sekwencjonowania całych nici RNA z użyciem nanoporów na platformie ONT i poszukiwania powtarzalnych motywów w tych sekwencjach, które mogłyby decydować o specyficzności działania białek TENT5. Kompleksowa analiza tak uzyskanych danych umożliwiła identyfikację specyficznych genów zależnych od TENT5, które są niezbędne dla rozwoju gamet.
Nasze badanie opisane w ostatnich publikacjach, pokazują konkretne mechanizmy molekularne i bezpośrednio zwiększają zrozumienie działania najważniejszych mechanizmów w komórce jajowej i plemniku – wyjaśnia dr Michał Brouze – Te wyniki będą cenne dla naukowców badających cytoplazmatyczną poliadenylację w kontekście rozwoju gamet i niepłodności. W rezultacie nasze wyniki mogą wyjść poza laboratoria i stanowić fundament przyszłych terapii w leczeniu niepłodności – podsumowuje.
Wyniki stanowiły podstawę jego rozprawy doktorskiej napisanej pod kierunkiem prof. Andrzeja Dziembowskiego. Obrona odbyła się 21 lutego i była pierwszą w historii instytutu. Tym samym MIBMiK zainaugurował nowy etap w swej historii, umożliwiając realizację pełnej ścieżki doktorskiej – od badań po obronę – pod jednym dachem. Badania opisano w czasopismach „Nature Communications” oraz „Scientific Data”.
MK