Исследование замен митохондриального генома у мациентов с патоспермией

Жабин С.Г., Трещенков Э.А., Маркина Л.А., Колесникова Н.П.,
Артифексов С.Б., Воевода М.И., Юдин Н.С., Тупикин А.Н.,
Смагулова Ф.О., Морозов И.В., Нагайцев В.М.
Новокузнецк, Нижний Новгород, Новосибирск


   Геном митохондрий кодирует ряд полипептидов, участвующих в дыхательной цепи и системе окислительного фосфорилирования. Известно, что мутации в митохондриальной ДНК (мтДНК) ассоциированы с рядом патологий в тканях с высоким уровнем энергетического обмены. В последние годы появились данные о связи одиночных нуклеотидных замен митохондриального генома с фертильностью мужчин. В Новой Зеландии было обнаружено, что при бесплодии частота встречаемости замен с мужчин с патоспермией в 4 раза выше таковой у мужчин с нормозоосмермией [Holyoake A.J. et al., 2001] Определение мутаций мтДНК у мужчин с бесплодием, проживающих на юге Кузбасса, и послужило целью настоящей работы.

   Для анализа ДНК выделяли из крови и определяли участок последовательности мтДНК (район 8166-9338 н.п.), кодирующий II и III субъединицы цитохром с-оксидазы (СОII и СОIII), шестую и восьмую субъединицы АТФ-синтетазы (АТР6 и АТР8) и Trna^Lys. Секвенирование мтДНК проводили 53 пациентам, проходившим обследование в связи с бесплодием. Нормозооспермия имела место у 10 пациентов. У 43 пациентов выявлены следующие варианты патоспермии: изолированная астенозооспермия (8), астенозооспермия в сочетании с олигозооспермией и (или) тератозооспермией (19), тератозооспермия (3), а также азооспермия или криптозооспермия (13).

   Удалось идентифицировать 11 мутаций, приводящих к замене аминокислоты: 8 в гене АТР6 и 3 в гене АТР8. Мутации определялись как при нормозооспермии (2), так и при патозооспермии (9) (Р>0,05). У пациента Ш. (33 года) с астенотератозоосперией в гене АТР6 найдены две такие мутации. Астенозооспермия у него была стойкой и выраженной, а в анамнезе имела место транзиторная криптозооспермия.

   Кроме того, обнаружено 19 однонуклеотидных замен в анализируемом районе, не приводящие к замене аминокислоты (нейтральные замены). Такие мутации не влияют на функции белков, однако ряд авторов считают, что они могут оказывать воздействие на эффективность транскрипции и трансляции, влияя тем самым на активность системы окислительного фосфорилирования. Помимо однонуклеотидных замен нами также обнаружена вставка 9 нуклеотидов в позиции 8271 межгенного района мтДНК, который, как полагают некоторые авторы, является генетически нестабильным локусом.

    В настоящее время нам не удалось выявить статистически значимую корреляцию между отклонениями в параметрах спермы пациентов и определенными заменами мтДНК. Это, в первую очередь, обусловлено пока недостаточным объемом выборки мужчин с нормозооспермией. В ближайшее время планируется продолжить секвенирование мтДНК у бесплодных мужчин. Создается также банк ДНК этих пациентов, проживающих в других регионах азиатской части России (Новосибирская область и Алтайский край).