Pakowanie bagaży to jedna z najmniej lubianych czynności przed każdymi wakacjami. Niektórym wychodzi to lepiej, bo planują aranżację dostępnej walizki, a inni wrzucają najważniejsze rzeczy bez większego planu. Gdyby było to możliwe, inspirację powinniśmy czerpać z ludzkich plemników, w których dosłownie każdy skrawek przestrzeni jest idealnie zagospodarowany.
W plemnikach muszą zostać zapakowane 23 nici DNA o łącznej długości jednego metra do główki o średnicy zaledwie 0,003 mm, a przy tym uważać na węzły czy rozdarcia. Naukowcy z Uniwersytetu w Bonn dowiedzieli się, jak proces ten jest kontrolowany. Szczegóły opisano w czasopiśmie PLoS Genetics.
Kompresja idealna
W zwykłych warunkach DNA tworzy stosunkowo luźną plątaninę, ale kiedy przychodzi do produkcji plemników musi zostać maksymalnie skompresowane. Gdyby DNA zawarte w komórkach porównać wielkościowo do arbuza, to plemniki byłyby rozmiaru piłek tenisowych.
Czytaj też: W końcu jest potwierdzenie! Zamrożona tkanka jąder po 20 latach nadal może produkować plemniki
W zwykłych komórkach nici DNA są owinięte wokół specjalnych białek zwanych histonami – i wyglądają jak sznury pereł. Proces pakowania DNA w plemnikach nazywa się hiperkondensacją. Jego pierwszym etapem jest wymiana histonów na białka przejściowe, a następnie na protaminy. Przyciągają one DNA, które owija się wokół nich, tworząc zwarte i ciasne skupiska.
Dr Lena Arévalo z Uniwersytetu w Bonn mówi:
Większość ssaków wydaje się produkować tylko jeden rodzaj protaminy – PRM1. U ludzi, ale także gryzoni, takich jak myszy, jest inaczej – mają one drugi typ – PRM2 (protamina 2). Dokładnie do czego potrzebna jest ta druga protamina nie było do tej pory wiadomo.
Naukowcy już jakiś czas temu zaobserwowali, że części PRM2 są stopniowo odcinane podczas rozwoju plemników. Elementy te wydają się być szczególnie ważne, bo wykazano, że myszy pozbawione odciętych fragmentów PRM2 są niepłodne. Nie wiadomo jeszcze dlaczego, ale bez usuwania PRM2 proces kondensacji prawdopodobnie postępuje zbyt szybko, co prowadzi do pękania nici DNA.
Czytaj też: Komórce jajowej nie jest wszystko jedno. Wybiera plemniki od konkretnego partnera
Prof. Hubert Schorle z Uniwersytetu Bonn dodaje:
Istnieje tylko kilka grup badawczych, które analizują rolę protamin w hiperkondensacji. Jesteśmy jak dotąd jedynym laboratorium na świecie, któremu udało się wygenerować i wyhodować zarówno linie myszy z niedoborem PRM1, jak i PRM2, które są obecnie wykorzystywane do badania roli tych białek w spermatogenezie.
Niewykluczone, że brak protaminy 2 może również prowadzić do niepłodności u ludzi. Naukowcy chcą zbadać tę hipotezę, bo może ona okazać się kluczowa dla setek tysięcy par na świecie starających się o poczęcie dziecka. Szacuje się, że problem niepłodności może dotykać nawet 15% populacji w wieku prokreacyjnym.