V testisih odraslega moškega vsak dan nastane med 150 in 275 milijonov spermijev. Njihovo nastajanje omogočajo spermatogonijske matične celice, ki se neprestano delijo, pri vsaki delitvi pa lahko pride do napak pri kopiranju DNK. Večina mutacij nima pomembnih posledic, nekatere pa lahko matični celici zagotovijo prednost pri razmnoževanju. Takšna celična linija se nato širi na račun drugih in s časom ustvari večji delež spermijev z isto mutacijo.
Pojav, znan kot pozitivna selekcija v zarodni liniji, je bil že prej povezan z mutacijami v 13 genih, ki lahko povzročajo razvojne motnje. Raziskovalci pod vodstvom računalniškega biologa Matthewa Nevilla z inštituta Wellcome Sanger so zato z metodo NanoSeq analizirali vzorce sperme moških, starih od 24 do 75 let. V več kot 35.000 odkritih mutacijah so našli znake pozitivne selekcije v 40 genih, od katerih jih je bilo 31 doslej neznanih v tem kontekstu.
Več mutacij z leti
Med 31 novimi geni jih je bilo 27 povezanih z genetskimi motnjami, 16 pa z rakom. Mutacije, ki jih pri otrocih pogosto povezujejo z razvojnimi motnjami, so bile v analiziranih vzorcih sperme 66-krat pogostejše, kot bi pričakovali glede na običajno stopnjo nastajanja mutacij. Raziskava je pokazala tudi povezavo s starostjo moških.
Mutacije se po ugotovitvah raziskovalcev kopičijo s hitrostjo približno 1,67 mutacije na leto. Ocenili so, da pri 30-letnem moškem približno dva odstotka spermijev nosita mutacijo, ki bi lahko povzročila bolezen, pri 70-letnem pa 4,5 odstotka. Brez učinka pozitivne selekcije bi bila deleža po njihovem modelu precej manjša, 0,73 oziroma 1,6 odstotka. Raziskava je tako pokazala, da lahko selekcija v testisih pogostost nekaterih potencialno škodljivih mutacij poveča za dva- do trikrat.
Mutacija še ne pomeni bolezni
Raziskovalci ob tem opozarjajo, da delež spermijev z mutacijo ni enak tveganju, da bo otrok podedoval genetsko motnjo. Tak spermij mora najprej uspešno oploditi jajčece, nekatere mutacije pa lahko celo zmanjšajo možnost oploditve ali povzročijo zaustavitev razvoja zarodka oziroma spontani splav. Povezava med mutacijami v spermijih in dejansko pogostostjo razvojnih motenj pri otrocih zato še ni v celoti vzpostavljena.
Študija je pokazala tudi nasprotni proces. Analiza genetske raznolikosti v širši populaciji je nakazala, da se številne mutacije, ki dajejo celicam prednost pri nastajanju spermijev, skozi generacije postopoma izločijo. Raziskovalci ugotavljajo, da tako poleg selekcije, ki nekatere mutacije v testisih spodbuja, deluje tudi poznejši evolucijski mehanizem, ki lahko omeji njihov prenos na naslednje generacije. Raziskava je bila objavljena v reviji Nature, o njej pa je poročal ScienceAlert.
