Ученые из Института физико-химических исследований (RIKEN) в Японии определили, как белок, который транспортирует незаменимые аминокислоты через плаценту, способствует нормальному эмбриональному развитию у млекопитающих. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Актуальность проблемы
Плацента обеспечивает благоприятную среду для развития плода млекопитающих. Одна самых важных функций плаценты — обеспечение плода питательными веществами, включая аминокислоты, от матери. Но молекулярные механизмы передачи аминокислот не совсем понятны.
Материалы и методы обследования
Ученые во главе с Ацуо Огура (Atsuo Ogura) из Исследовательского центра биоресурсов RIKEN провели генетическое исследование, которое изучает роль переносчиков аминокислот в плаценте для развития плода. Основной интерес ученых представляет клонирование клеток млекопитающих, известное как перенос ядер соматических клеток (SCNT), которое предлагает огромный потенциал по производству домашнего скота с полезными генетическими признаками, а также создания модели животных для изучения болезней и репродуктивной медицины.
Ученые провели серию генетических манипуляций, чтобы лучше понять важность нейтрального аминокислотного транспортера 4 (SNAT4) в раннем развитии эмбрионов мыши. После подтверждения того, что SNAT4 специфически экспрессируется в здоровой плаценте, исследователи использовали технологию редактирования генов CRISPR-Cas9 для создания эмбрионов мыши с дефицитом SNAT4.
Результаты научной работы
«У эмбрионов, произведенных с помощью SCNT, зачастую демонстрируются различные аномалии развития, в том числе аномально большая плацента», — объясняет Ацуо Огура. «Только 1–5% эмбрионов мыши, клонированных с помощью SCNT, полноценно развиваются».
Стремительный поиск ненормально регулируемых генов в плаценте этих клонированных эмбрионов привел исследователей к открытию SNAT4, принадлежащего к большому семейству белков, которые облегчают доставку разнообразных аминокислот. В результате редактирования генов CRISPR-Cas9 для создания эмбрионов с дефицитом SNAT4 мыши рождались с тяжелым весом, и только 28% остались в живых через 2 недели после родов.
Затем исследователи разводили самцов с дефицитом SNAT4 в утробе нормальных мышей и обнаружили, что в результате беременности все еще рождались эмбрионы с недостаточной массой тела и одинаково недоразвитыми плацентами. Эти изменения были связаны со снижением уровня аминокислот в кровообращении у эмбрионов, намекая на вероятную причину этого нарушения развития. Поскольку SNAT4 в избытке экспрессируется в эмбрионах, генерируемых с помощью SCNT, это может потенциально объяснить аномально большие плаценты, наблюдаемые в этом контексте.
Результаты исследования также имеют значение для репродукции человека. Ученые намереваются дополнительно исследовать, как аминокислотные транспортеры формируют нормальное развитие плода, выбивая другие SNAT-кодирующие гены наряду с SNAT4. Ученые также планируют исследовать функцию SNAT4 в неплацентарных тканях, таких как печень.
Авторы другого исследования утверждают, что диета с высоким содержанием жира может повредить мозг плода.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
