Белковые волокна, известные своей связью с болезнями Альцгеймера и Паркинсона, могут участвовать в переносе генетического материала в сперматозоиды. К такому выводу пришли исследователи Института Цукермана Колумбийского университета. Их работа показала, что амилоидные фибриллы в семенной жидкости способны связываться с РНК и помогать ей проникать внутрь сперматозоидов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Cell. Учёные также продемонстрировали, что амилоидные волокна могут переносить достаточно крупные молекулы РНК, чтобы те обеспечивали выработку белка в развивающихся эмбрионах. Это указывает на возможный ранее неизвестный способ доставки генетических инструкций.
Исследование началось после того, как учёные обнаружили способность амилоидов в семенной жидкости помогать ВИЧ проникать в клетки репродуктивного тракта. Руководитель группы Энтони Фицпатрик предположил, что эти же структуры могут переносить в сперматозоиды собственный генетический материал организма. Особое внимание команда уделила РНК, которая участвует в производстве белков и регулировании активности генов.
Первый автор работы Уильям Мэллен проверил, могут ли амилоидные фибриллы связываться с РНК. Амилоиды имеют положительный электрический заряд, а РНК — отрицательный, и эксперименты с флуоресцентными метками подтвердили их взаимодействие. С помощью криоэлектронной томографии исследователи затем обнаружили меченые амилоидные волокна внутри сперматозоидов, а не только на их поверхности.
Дополнительные опыты показали, что присутствие фибрилл значительно увеличивает количество РНК, попадающей в сперматозоиды. Учёные также проверили, способны ли они переносить РНК, которая задаёт производство зелёного флуоресцентного белка. В эмбрионах, полученных с использованием сперматозоидов, контактировавших с РНК в составе амилоидов, этого белка оказалось как минимум в десять раз больше, чем в эмбрионах после воздействия одной РНК.
Авторы допускают, что открытие может оказаться полезным для разработки способов доставки РНК в клетки, в том числе в генотерапии. Однако безопасность и эффективность амилоидных фибрилл в роли такого переносчика ещё предстоит изучить. Исследование также связано с данными о том, что РНК сперматозоидов может влиять на активность генов потомства без изменения последовательности ДНК.