Čak i crvi imaju sat za plodnost koji otkucava. Stariji crvi su manje efikasni u popravljanju prekinutih lanaca DNK dok prave jajne ćelije – deo procesa koji je neophodan za plodnost. Nova studija biologa Univerziteta u Oregonu (UO) sugeriše jedan od mogućih razloga da se reprodukcija usporava sa godinama.
Istraživači iz laboratorije Diane Libuda izveštavaju o nalazima u radu objavljenom 7. novembra u PLOS Genetics.
Svaka spermatozoida ili jajna ćelija ima samo polovinu broja hromozoma koji se nalazi u običnoj ćeliji. Tokom mejoze, procesa ćelijske deobe koji formira spermu i jaja, roditeljske ćelije moraju ravnomerno podeliti svoju DNK. Troškovi greške mogu biti visoki, pošto su pogrešno podeljeni hromozomi glavni uzrok urođenih mana.
Da bi to ispravile, ćelije koriste iznenađujuću strategiju: namerno razbijaju svoje lance DNK, a zatim ih popravljaju.
„To je jedan od najneverovatnijih procesa u biologiji“, rekao je Erik Torason, bivši diplomirani student u Libudinoj laboratoriji koji je vodio rad. Proces popravke „fizički zaključava hromozome zajedno i pruža organizacionu tačku“ koja osigurava da su hromozomi ravnomerno podeljeni.
Toraason je želeo da shvati kako starenje utiče na te procese. Jaja gube svoju održivost relativno rano u životnom veku organizma, ali „razlog zbog kojeg su ove ćelije toliko podložne starenju nije dobro shvaćen“, rekao je Torason, koji je sada postdoktorski istraživač na Univerzitetu Prinston. „Ali jedan od faktora koji se smatra važnim je popravka genoma i ideja da bi to moglo opasti, ostavljajući oocite — jaja u razvoju — ranjivim na defekte.“
Crvi su se pokazali kao idealan poligon za ta pitanja. C. elegans crvi su obično hermafroditi, što znači da svaki crv proizvodi i jajašca i spermu. Ali zahvaljujući genetskoj mutaciji koja sprečava proizvodnju sperme, istraživači mogu stvoriti crve koji proizvode jaja i koji su funkcionalno ženski.
Toraason i istraživačica Vikki Adler koristili su taj trik da odvoje efekte starenja od efekata nestanka sperme, što se normalno dešava kako hermafroditski crvi stare i takođe dovodi do pada plodnosti.
Čini se da je nedostatak sperme uticao na brzinu kojom su hermafroditski crvi stvarali lomove u DNK svojih jajnih ćelija, otkrili su istraživači. Ali sposobnost popravljanja DNK prekida opada sa godinama čak i kod ženskih crva, nezavisno od nivoa sperme.
„Otkrili smo da se formiranje lomova menja kada vam ponestane sperme, ali na popravku prekida utiče samo proces starenja, a ne sperma“, rekao je Libuda.
Tim još ne zna zašto se ovaj proces menja sa godinama, ali barem za crve, to bi moglo biti povezano sa promenom resursa. Kod crva koji su potrošili svu svoju spermu, neoplođene jajne ćelije ponekad postaju izvor hrane za potomstvo. Pošto se jajne ćelije ne koriste za reprodukciju, crvi više ne moraju da troše resurse na razbijanje i popravku svoje DNK.
