Как уничтожаются папины митохондрии после оплодотворения

Международная группа ученых выяснила механизм уничтожения отцовских митохондрий после оплодотворения. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

Митохондрии (зеленый цвет) в клетке

Сотрудники Университетов Флориды и Колорадо с коллегами из Японии, Тайваня и Гонконга пронаблюдали за судьбой митохондриальной ДНК сперматозоидов круглого червя Caenorhabditis elegans с помощью электронного микроскопа. Они выяснили, что после оплодотворения быстро нарушается целостность внутренних мембран отцовских митохондрий.

Скрининг генов методом РНК-интерференции показал, что за этот процесс отвечает митохондриальная эндонуклеаза CPS-6. Этот фермент после оплодотворения выходит из интермембранного пространства митохондрии и начинает разрушать митохондриальную ДНК. Вскоре к этому процессу подключаются аутофагосомы (органеллы, переваривающие поврежденные клеточные структуры) яйцеклетки.

Выключение гена cps-6 у отцовского, но не материнского организма в эксперименте приводило к тому, что разрушение митохондриальных мембран, активация аутофагосом и, как следствие, уничтожение митохондрий сперматозоидов значительно замедлялись. В частности, отцовские митохондрии сохранялись у эмбрионов до стадии приблизительно 550 клеток (в норме они уничтожаются до 64-клеточной стадии развития).

В свою очередь, такое долгое существование этих органелл приводило к 23-кратному росту летальности эмбрионов (с 0,4 до 9,4 процента). По мнению ученых, это происходило из-за несовместимости отцовской митохондриальной ДНК с генетическим материалом яйцеклетки.

Таким образом, уничтожение митохондрий сперматозоидов обеспечивает совместная работа отцовской эндонуклеазы и материнских аутофагосом. Нормальная динамика этого процесса необходима для правильного развития и, в ряде случаев, выживания эмбрионов, пишут исследователи.