Как тюлени "останавливают" беременность в ожидании благоприятных условий: ученые разгадали репродуктивную загадку

У животных все устроено гораздо сложнее и мудрее, чем мы думаем. Например, многие из них откладывают развитие своих эмбрионов в ожидании лучших условий для рождения потомства. Недавнее исследование в Институте медицины стволовых клеток и регенеративной медицины UW пролило свет на эту репродуктивную загадку. Оказывается, такую способность имеют 130 видов млекопитающих, а также некоторые сумчатые. Но ученых особенно заинтересовали тюлени.

Новейшее исследование

Исследование проводилось под руководством Абдиасиса Хуссейна, аспиранта в лаборатории Ханнеле Руохола-Бейкер, профессора биохимии UW и заместителя директора Института стволовых клеток и регенеративной медицины UW Medicine. Результаты не только улучшают понимание отсроченной имплантации эмбрионов, но также указывают на то, как некоторые быстро делящиеся клетки (например, раковых опухолей) становятся неподвижными.

В приостановленном состоянии беременности, называемом эмбриональной диапаузой, эмбрион на ранней стадии воздерживается от имплантации в матку матери, где его можно было бы вырастить в ребенка. Вместо этого зародыш остается бездействующим, пока определенные молекулярные регуляторы не заставят его «прорасти». Такой принцип размножения существует у животных уже миллионы лет.

Уникальная способность

Диапауза, или отсроченная имплантация, – это биологическая стратегия для пережидания условий, неблагоприятных для выращивания потомства. Это может быть нехватка пищи, недостаточный запас жира у матери или наличие старших братьев и сестер, которых не отлучали от груди. Медведи, броненосцы, тюлени, выдры, барсуки и другие животные подвергаются сезонной диапаузе как регулярной части их репродуктивных циклов.

Например, тюлени размножаются в середине лета. Самка начинает усиленно кормиться для наращивания жировой массы, чтобы было достаточно сил для вынашивания беременности, длящейся 280-350 дней. Только когда у самки тюленя будет достаточно жира и массы, в матку имплантируются один или несколько эмбрионов. Это может произойти спустя несколько месяцев после спаривания.

У тюленей эмбрионы нередко откладывают свою имплантацию до тех пор, пока у их матери не будет достаточно сил, массы и питательных веществ. Голод или другие стрессы каким-то образом провоцируют эмбриональную остановку. Этот ответ является попыткой защитить их выживание. Исследователи доказали этот процесс на примере состояния эмбрионов мыши.

Значение открытия для людей

Метаболизм касается жизнедеятельности, осуществляемой клетками для превращения веществ в энергию, создания материалов и удаления отходов. Анализируя конечные продукты этих реакций, называемые метаболитами, ученые могут начать собирать картину того, что может вызвать диапаузу.

Понимание механизмов, лежащих в основе диапаузы, может продвинуть знания в медицине. Изучение этого механизма у млекопитающих является важным шагом в выяснении того, можно ли для клинической терапии использовать этот клеточный ответ. Это может значительно облегчить процедуру искусственного оплодотворения и помочь людям иметь больше детей.