De ce căldura alterează spermatozoizii

Pentru a identifica mecanismele moleculare prin care este alterat ADN-ul din spermatozoizi în prezența căldurii, cercetătorii au utilizat ca și model microorganismul Caenorhabditis elegans, un tip de limbrici.
Rezultatele au fost publicate în revista Current Biology.

La specia umană, temperatura optimă la care se produc spermatozoizii variază între 32 și 35°C, puțin sub temperatura corpului. Potrivit studiilor pe oameni, expunerea la temperaturi mai mari cu 1°C decât intervalul de referință alterează calitatea spermatozoizilor și fertilitatea.

Atât la oameni, cât și la Caenorhabditis elegans, chiar și creșterile mici de temperatură pot afecta fertilitatea.

La C. elegans, expunerea la temperaturi de peste 2°C față de intervalul de referință, determină o creștere cu 25% a leziunilor ADN în spermatozoizi. Rezultatele arată că ovulele fertilizate de acești spermatozoizi nu sunt viabile.

De asemenea, rezultatele studiului ajută la înțelegerea mecanismului prin care meioza diferă în cazul spermatozoizilor și al ovulelor.

Spermatozoizii reprezintă cea mai mică celulă din organismul uman, fiind produși la temperaturi sub nivelul temperaturii corpului, de-a lungul întregii vieți adulte. Ovulele, cele mai mari celulele din organism, sunt produse la temperaturi egale cu cea corporală, fiind sintetizate doar în timpul vieții fetale.

Este cunoscut faptul că, spre deosebire de ovule, producerea spermatozoizilor este foarte sensibilă la creșterile de temperatură. Conform rezultatelor studiului, un alt mecanism prin care diferă dezvoltarea spermatozoizilor și a ovulelor ține de elementele mobile ale ADN-ului, adică de transpozoni. Transpozonii reprezintă segmente de ADN care deteriorează informația genetică prin autoinserarea lor în noi poziții. În mod normal, activitatea transpozonilor este suprimată în cazul spermatozoizilor și al ovulelor în curs de formare. Totuși, studiul sugerează că expunerea la căldură determină o mișcare a transpozonilor la nivelul spermatozoizilor.

Pentru a observa dezvoltarea spermatozoizilor și a ovulelor în condiții normale, precum și în prezența căldurii, cercetătorii au utilizat microscopia. Oamenii de știință au observat că o cantitate mare de ADN de la nivelul spermatozoizilor se deteriorează în prezența temperaturile crescute. Totuși, nu se întâmplă același lucru și la ovule.

Prin secvențiere genomică de ultimă generație, cercetătorii au identificat și pozițiile transpozonilor la nivelul genomului, atât în condiții de căldură cât și în condiții normale. Rezultatele arată că după expunerea la temperaturi ridicate, la nivelul genomului sexului masculin, anumiți transpozoni se mută în poziții noi, mai variabile.

Concluzia studiului este că o creștere mică a temperaturii afectează diviziunile meiotice. Mai mult, cercetătorii au identificat zona la nivelul căreia apare eroarea, precum și tipul de eroare.

sursa: Science Daily