Ceasul Biologic al Îmbătrânirii Descoperit în ARN-ul Spermatozoizilor Umani

De decenii, cercetătorii avertizează că vârsta înaintată a tatălui poate influența sănătatea copiilor săi viitori. Tații mai în vârstă se confruntă cu riscuri crescute de a transmite trăsături asociate cu obezitatea, nașterea de copii morți și condiții neurodevelopmentale. Până acum, majoritatea explicațiilor s-au concentrat aproape exclusiv pe deteriorarea ADN-ului. Un nou studiu sugerează că un alt strat al biologiei, mult timp ignorat, ar putea fi la fel de important.

Cercetători de la Universitatea de Sănătate din Utah au identificat ceea ce descriu ca fiind un „ceas al îmbătrânirii” molecular, ascuns în ARN-ul spermatozoizilor. Rezultatele lor, publicate în jurnalul The EMBO Journal, arată că ARN-ul spermatic se modifică progresiv odată cu înaintarea în vârstă atât la șoareci, cât și la oameni, urmând un model biologic conservat care ar putea ajuta la explicarea importanței vârstei paterne.

„Este ca și cum am găsi un ceas molecular care ticăie odată cu înaintarea în vârstă atât la șoareci, cât și la oameni, sugerând o semnătură moleculară fundamentală, conservată, a îmbătrânirii spermei,” a declarat Qi Chen, MD, PhD, profesor asociat de urologie și genetică umană și unul dintre autorii principali ai studiului. „Poate această schimbare progresivă în lungime se acumulează în tăcere, până când declanșează schimbarea bruscă de la mijlocul vieții.”

Sperma face mai mult decât să livreze ADN. Aceasta transportă și o colecție diversă de molecule de ARN care influențează dezvoltarea timpurie după fertilizare. Lucrări anterioare din laboratorul lui Chen au arătat deja că ARN-ul spermatic poate schimba în funcție de factori de mediu precum dieta, iar aceste schimbări pot afecta sănătatea urmașilor. Cu toate acestea, multe dintre ARN-urile biologic relevante sunt greu de detectat folosind tehnicile standard de secvențiere.

Pentru a depăși această limită, echipa a dezvoltat o nouă metodă numită PANDORA-seq, care le permite să observe molecule de ARN anterior invizibile. Când au aplicat această abordare la probele de spermă, a emerg un model impresionant.

Contrar presupunerilor de lungă durată, ARN-ul din spermă nu se fragmentează odată cu vârsta. În schimb, anumite fragmente de ARN devin mai lungi în timp.

„La prima vedere, această descoperire pare contraintuitivă,” a spus Chen. „De decenii știm că pe măsură ce sperma îmbătrânește, ADN-ul său devine mai fragmentat și rupt. Am putea aștepta ca ARN-ul să urmeze acest model. În schimb, am descoperit opusul: anumite ARN-uri spermice devin de fapt mai lungi odată cu vârsta.”

Cercetătorii au observat o schimbare dramatică în compoziția ARN-ului spermatic între mijlocul vieții și vârsta înaintată la șoareci, o tranziție bruscă pe care o descriu ca fiind un „prăpastie a îmbătrânirii”. Când au examinat sperma umană, au descoperit aceeași tendință de alungire progresivă, sugerând că procesul este conservat între specii.

Semnalul a fost detectabil doar când cercetătorii au izolat ARN-ul din capul spermatozoidului, partea care livrează încărcătura sa moleculară către ovul. ARN-ul din coadă a mascat modelul în studiile anterioare.

„Această schimbare în lungimea rsRNA a fost un semnal unic, specific capetelor de spermatozoizi,” a explicat Tong Zhou, PhD, co-autor senior al studiului. „Secvențierea probei din capul spermatozoidului a făcut posibilă această descoperire.”

Pentru a explora dacă aceste schimbări de ARN ar putea avea importanță biologică

Sursa: Inside Precision Medicine