מחקרים חדשים חשפו כי שינויים גנטיים מזיקים בזרע הופכים נפוצים יותר ככל שגברים מתבגרים מכיוון שחלקם מועדפים באופן פעיל במהלך ייצור הזרע.
במחקר ציון דרך שפורסם היום (8 באוקטובר) ב טֶבַעחוקרים ממכון וולקום סנגר, בשיתוף עם מחקר Twinsuk במכללת קינג'ס קולג 'בלונדון, מיפו באופן מקיף כיצד שינויים ב- DNA מזיקים בתאי הזרע יכולים להתגבר בכל הגנום ככל שמתבגרים גברים.
הממצאים יוצרים אפשרויות חדשות לחקור כיצד אורח חיים וגורמים סביבתיים עשויים להשפיע על סיכונים גנטיים המועברים לדורות הבאים.
בחידוש רקמות, מוטציות – שינויים ב- DNA – יכולים להעניק לתאים יתרון תחרותי המוביל ל"שיבוטים "של תאים הנושאים את אותן המוטציות. לאחר מכן קבוצות של שיבוטים אלה מתרחבות כדי לגדול תאים אחרים. בניגוד למוטציות בתאים רגילים או סומטיים, המרכיבים רקמות חיבור, עצמות ואיברים, מוטציות בתאי זרע ותאי ביצה מועברים לדור הבא של הצאצאים. עם זאת, עד לאחרונה היה קשה למדוד עד כמה המוטציות הללו מועדפות בזרע מכיוון שיטות רצף DNA לא היו מספיק מדויקות.
במחקר חדש, החוקרים השתמשו ב- NanoseQ, 1 בשיטת רצף DNA מדויקת במיוחד לניתוח זרע מ 81 גברים בריאים, בגילאי 24-75 שנים, עם דיוק חסר תקדים.
מהתוצאות עולה כי כ -2 אחוזים מהזרע מגברים בתחילת שנות השלושים לחייהם נשאו מוטציות הגורמות למחלות, אך הדבר עולה ל -3-5 אחוז מהזרע מגיל העמידה (43 עד 58 שנים) וגברים מבוגרים (59 עד 74 שנים). בעוד שגברים עשויים להיות בעלי סיכוי גבוה יותר לילדי אב בגיל צעיר יותר, החוקרים מצאו כי אצל בני 70, 4.5 אחוז מהזרע נושאים מוטציות הגורמות למחלות. עלייה ברורה הקשורה לגיל מדגישה כיצד הסיכונים הגנטיים לצאצאים גדלים ככל שאבות מתבגרים.
סיכון זה מונע לא רק על ידי הצטברות קבועה של שינויים אקראיים ב- DNA, אלא על ידי צורה עדינה של בחירה טבעית הפועלת על התאים המייצרים זרע באשכים, ומעניקים למוטציות יתרון תחרותי במהלך ייצור הזרע.
החוקרים זיהו 40 גנים שבהם שינויים מסוימים ב- DNA מועדפים במהלך ייצור הזרע, כולל רבים הקשורים למחלות ילדות, הפרעות נוירו -התפתחותיות חמורות וסיכון תורש לסרטן. בעוד ש -13 גנים כבר נקשרו לתהליך זה, הממצאים החדשים מראים שהוא נפוץ בהרבה ממה שהובנו בעבר, ומשפיע על מגוון רחב של גנים החשובים לצמיחת תאים והתפתחות.
למרות ששיעור הזרע הנושא מוטציות מזיקות עולה עם הגיל, לא כל השינויים הללו מביאים להפריה מוצלחת או לידות חיות. חלקם עלולים לפגוע בהפריה, התפתחות עוברים או לגרום לאובדן הריון. יש צורך במחקר נוסף כדי להבין בדיוק כיצד הנטל ההולך וגובר של מוטציות זרע מתורגם לתוצאות בריאותיות לילדים.
החוקרים מקווים כי חשיפת האופן בו מתעוררים וריאציות ב- DNA ומעוצבות על ידי בחירה בזרע תסייע בשיפור הערכת סיכוני הרבייה ולפתוח הזדמנויות חדשות כדי ללמוד כיצד גורמי הסביבה והסגנון החיים משפיעים על הסיכונים הגנטיים בדורות הבאים.
במחקר משלים, שפורסם גם הוא ב טֶבַע כיום, 4 מדענים מבית הספר לרפואה של הרווארד ומכון סנגר חקרו את אותה תופעה מזווית אחרת על ידי התבוננות במוטציות שכבר עברו לילדים, ולא לאלה שנמדדו ישירות בזרע. על ידי ניתוח DNA ממעל 54,000 שלישות הורה לילד ו 800,000 אנשים בריאים, הצוות זיהה יותר מ -30 גנים שבהם מוטציות מעניקות לתאי הזרע יתרון תחרותי, כולל שוב רבים הקשורים להפרעות התפתחותיות נדירות וסרטן, ורבים חופפים את מערך הגנים שנצפו ישירות בזרע. המחקר מצא כי מוטציות אלה יכולות להגדיל את שיעורי מוטציה של הזרע בערך פי 500 מה שמסייע להסביר מדוע מופיעים כמה הפרעות גנטיות נדירות כאשר ההורים אינם נושאים את המוטציות ב- DNA שלהם. מעניין לציין כי המחקר מציין כי מכיוון שמוטציות אלה שכיחות בזרע, זה עשוי להיראות כאילו גנים מסוימים גורמים לקשר מחלות חיובי כוזב כתוצאה משיעור המוטציה המוגבר ולא קישור למחלה אמיתי. העבודה מדגישה כיצד ניתן לצפות ישירות בבחירה טבעית בתוך זרע ב- DNA של ילדים, ומשפיעה על סיכוייהם לירושה הפרעות גנטיות מסוימות.
"ציפינו למצוא כמה עדויות לעיצוב הבחירה במוטציות בזרע. מה שהפתיע אותנו היה עד כמה זה מעלה את מספר הזרע הנושא מוטציות הקשורות למחלות חמורות."
ד"ר מתיו נוויל, סופר ראשון במכון וולקום סנגר
"הממצאים שלנו חושפים סיכון גנטי נסתר העולה עם הגיל האבהי. שינויים מסוימים ב- DNA לא רק שורדים אלא משגשגים בתוך האשכים, כלומר, אבות ההגהה בהמשך החיים עשויים ללא ידיעה שיש סיכון גבוה יותר להעביר מוטציה מזיקה לילדיהם."
פרופסור מאט האורלס, מנהל מכון וולקום סנגר וסופר משותף
"אנו מודים להפליא לתאומים שהשתתפו במחקר זה. על ידי עבודה עם קבוצת Twinsuk, נוכל לכלול דגימות אורכיות יקרות ערך הקשורות למידע בריאותי עשיר ומידע גנטי, מה שמאפשר לנו לחקור כיצד מוטציות מצטברות ומתפתחות עם גיל אצל אנשים בריאים. שיתוף פעולה זה מדגיש את כוחם של קבוצות גדולות ומבוססות על אוכלוסייה להתקדמות של" התפתחות אנושית. "
פרופסור קרין סמול, מחבר משותף ומנהל מדעי של מחקר Twinsuk במכללת קינגס בלונדון
"יש הנחה נפוצה שמכיוון שלקו הנבט יש קצב מוטציה נמוך, הוא מוגן היטב. אבל במציאות, קו הנבט הגברי הוא סביבה דינאמית בה הבחירה הטבעית יכולה להעדיף מוטציות מזיקות, לפעמים עם השלכות על הדור הבא."
ד"ר רהלה רחברי, סופר בכיר ומנהיג קבוצתי במכון וולקום סנגר
