Takashi Umehara et al / PLOS Biology 2019

Сортировка сперматозоидов с последующим искусственным оплодотворением помогла получить потомство мышей, на 90 процентов состоящее из самцов.

В процессе сперматогенеза из диплоидных клеток с набором хромосом XY образуются гаплоидные сперматозоиды, несущие либо X (женскую), либо Y (мужскую) хромосому. Количество тех и других одинаково, поэтому у млекопитающих в потомстве обычно рождается примерно поровну самцов и самок. Тем не менее, это соотношение можно изменить искусственно, как это делается в ветеринарии и медицине. К примеру, для молочной промышленности выгодней сдвинуть соотношение полов в потомстве телят в сторону женского пола. Выбор пола ребенка на этапе искусственного оплодотворения иногда используется в медицинских целях, чтобы избежать проявления сцепленных с полом заболеваний в случае плохой наследственности (в иных условиях манипулировать полом будущих детей на этом этапе не разрешено).

Выбрать пол на этапе искусственного оплодотворения проще всего путем разделения сперматозоидов на X-содержащие и Y-содержащие. Это возможно сделать несколькими способами.

Ученые из Университета Хиросимы придумали новый способ разделения сперматозоидов по подвижности на основе различий в экспрессии генов на половых хромосомах, и опробовали его на мышах. Исследователи проанализировали данные РНК-секвенирования мышиной спермы и выяснили, что на X-хромосоме остаются активными 492 гена из почти трех тысяч. Среди рабочих генов обнаружилось шесть генов, кодирующих рецепторы, к которым можно подобрать уникальные лиганды (связывающиеся с ними молекулы).

Авторы выбрали из этого списка гены, кодирующие толл-подобные рецепторы 7 и 8 (TLR7/8), которые принимают участие в работе врожденного иммунитета. Исследователи подтвердили, что они действительно производятся X-содержащими сперматозоидами, но не Y-содержащими. Инкубация спермы с иммуномодуляторами привела к уменьшению подвижности экспрессирующих их сперматозоидов.

Ученые выяснили, что торможение вызывает не само по себе связывание молекулы, а существенное снижение продукции АТФ (клеточного «топлива») в результате активации рецепторов.

В результате искусственного оплодотворения отобранной по подвижности «быстрой» Y-фракцией спермы количество мышат мужского пола составило 90 процентов (69 эмбрионов с генотипом XY из 77 полученных эмбрионов). Для X-фракции результат оказался хуже, лишь 70 процентов потомства оказалось самками, сообщает ресурс N +1 со ссылкой на публикацию в журнале PLOS Biology.