Pirmą kartą RIKEN tyrėjai nustatė epigenetinį veiksnį, kuris yra būtinas pelių brandžioms kiaušinėlių ląstelėms gaminti. Šis atradimas galėtų padėti tirti nevaisingumo atvejus, atsiradusius dėl nesubrendusių kiaušinėlių.
Oocitai yra specialios žinduolių patelių ląstelės, kurios vėliau išsivysto į kiaušinėlius. Šis vystymasis apima ilgą ir sudėtingą kelionę, kuri prasideda prieš motinos gimimą ir baigiasi reprodukciniu etapu vėliau motinos gyvenime.
Patelės gimsta su pilnu oocitų rinkiniu savo kiaušidėse, tačiau jos egzistuoja „sustabdytos animacijos“ būsenoje, kai mejozė – ypatinga ląstelių dalijimosi forma, kurią patiria spermatozoidai ir kiaušialąstės – buvo sustabdyta.
Sulaukus brendimo, oocitai didėja, nes iš patelės gaunami baltymai. Svarbu tai, kad jie taip pat gauna genetinę medžiagą RNR ir epigenetinės informacijos pavidalu – chemines žymes, kurios gali reguliuoti genus juos įjungdamos ir išjungdamos. Galiausiai, per kiekvieną menstruacinį ciklą keli išaugę oocitai baigia sustabdytą animaciją ir atnaujina mejozę arba ląstelių dalijimąsi, kad susidarytų kiaušinėliai.
Oocitų vystymasis yra labai svarbus sveiko embriono susidarymui. Bet kokios proceso metu kylančios problemos gali kelti pavojų apvaisinimui arba embriono vystymuisi.
Pagrindinis būdas, kuriuo patelės epigenetinė informacija perduodama į oocitą, yra histonai – ritės, aplink kurias suvyniotos DNR grandinės. Keturi histono baltymai – H3, H4, H2A ir H2B – turi alternatyvias formas, kurių cheminė struktūra šiek tiek skiriasi nuo įprastos formos. Šios histono modifikacijos perteikia epigenetinę informaciją.
„Histono modifikacijos yra svarbios reguliuojant embrionų genus“, – sako Azusa Inoue iš RIKEN Integruojamųjų medicinos mokslų centro. „Yra daug histonų modifikacijų, kai kurios iš jų aktyvuoja genus, o kitos – jas slopina.”
Tačiau mokslininkai nežinojo, kur genome yra H2A baltymo variantai, nei jų aktyvumo oocitų vystymosi metu. Norėdami išsiaiškinti, Inoue ir jo komanda pirmą kartą sudarė H2A variantų pasiskirstymą visiškai suaugusiuose pelių oocituose. Jų išvados paskelbtos Gamtos struktūrinė ir molekulinė biologija.
Jie atrado, kad H2A variantas, žinomas kaip H2A.Z, kurio aminorūgščių seka šiek tiek skiriasi nuo H2A, yra pasiskirstęs DNR ruožuose, esančiuose tarp genų. Be to, H2A.Z išeikvojimas sukėlė H3 modifikacijos, žinomos kaip H3K4me3, sumažėjimą. Ir atvirkščiai, sumažinus H3K4me3, sumažėja H2A.Z. Abiem atvejais oocitų vystymasis buvo labai sutrikęs.
Šie rezultatai gali būti svarbūs norint suprasti žmogaus vaisingumą. „Mes nustatėme, kad H2A.Z yra gyvybiškai svarbus sveikų pelių oocitų vystymuisi”, – sako Inoue. „Gali būti, kad sugedęs H2A.Z gali būti kai kurių žmonių nevaisingumo formų pagrindas.