Columbia: амилоидные волокна спермы доставили РНК в сперматозоиды и эмбрионы мышей in vitro

Исследователи Института Цукермана при Колумбийском университете сообщили, что амилоидные белковые волокна из семенной жидкости могут связывать РНК, проникать в сперматозоиды и помогать переносить эту РНК в эмбрионы мыши после оплодотворения, пишет sciencealert.com. Работу возглавили структурный биолог Энтони Фицпатрик и физиолог Уильям Маллен; она опубликована в Molecular Cell. sciencealert.comsciencealert.comsciencealert.comОткрыть источник ↗ В опытах с эмбрионами использовали волокна, созданные в лаборатории, и добавленную РНК, а не естественное зачатие.

Как волокна образуются и несут РНК

Авторы изучали фрагмент простатической кислой фосфатазы (PAP) — фермента, который вырабатывает предстательная железа. Фрагмент несёт положительный заряд, РНК — отрицательный. В лаборатории они связывались, образовывали мелкие капли, а затем волокна с РНК внутри. Фрагменты PAP сами по себе оставались в растворе, а добавленная РНК сводила их вместе и ускоряла сборку волокон.

У этих волокон амилоидная структура, но построены они из фрагмента белка спермы, отличного от белков, накапливающихся при болезни Альцгеймера. В семенной жидкости здоровых мужчин они образуются вне клеток и могут снова разбираться. В человеческой семенной жидкости авторы также нашли малые РНК во фракции с амилоидными волокнами; многие опознанные последовательности были фрагментами транспортных РНК.

Поглощение сперматозоидами и передача эмбрионам

Чтобы отследить волокна, исследователи прикрепили к лабораторным волокнам частицы золота и использовали сперматозоиды быка: их клетки относительно крупные. Криоэлектронная томография показала меченые волокна внутри клеток. sciencealert.comsciencealert.comsciencealert.comОткрыть источник ↗ Дополнительная электронная микроскопия и визуализация живых клеток подтвердили это; сперматозоиды человека и мыши тоже поглощали волокна.

При оплодотворении сперматозоидов и яйцеклеток мыши in vitro сперматозоиды обрабатывали волокнами из фрагментов человеческой PAP. Позже эти фрагменты обнаружили в двуклеточных эмбрионах. РНК, меченная тяжёлыми изотопами углерода и азота, попадала в эмбрионы в большем количестве, если присутствовали волокна. Когда волокна несли РНК с инструкцией для зелёного флуоресцентного белка, в эмбрионах из сперматозоидов, получивших РНК с волокнами, этого белка было как минимум в десять раз больше, чем при той же РНК без волокон.

В отдельных тестах белок клазтерин ускорял высвобождение РНК из волокон. Клазтерин нашли и в эмбрионах, но его роль в высвобождении РНК там ещё предстоит подтвердить.

Ограничения работы

Эмбрионы человека и естественное зачатие не проверяли, а оценки поглощения различались между методами измерения. sciencealert.comsciencealert.comsciencealert.comОткрыть источник ↗ По словам Фицпатрика, команда пока не показала, меняют ли природные волокна с их обычным грузом РНК что-либо в эмбрионе; судьба волокон после доставки неизвестна.