Nová zjištění o stárnutí spermií a jeho dopadu na RNA profily
Dlouhodobě je známo, že věk mužského rodiče může ovlivňovat řadu zdravotních aspektů u potomků. Současně výzkum v posledních letech poukazuje na to, že stárnutí vyvolává změny ve zpracování RNA, které závisejí na délce molekuly RNA. Bylo například zjištěno, že delší transkripty RNA vykazují výraznější změny v zastoupení s postupujícím věkem. Tyto změny lze charakterizovat jako systémovou regulaci směrem dolů, která je předpojatá vůči delším RNA. Nedávná práce zaměřená na RNA ve stárnoucích spermiích zapadá do této linie výzkumu, neboť získaná data naznačují subtilní, avšak potenciálně nepříznivé změny, které opět souvisejí s délkou RNA. Tyto poznatky dále podtrhují existenci změn ve strojích pro zpracování RNA souvisejících s věkem.
Ačkoli stárnutí spermií ovlivňuje mužskou plodnost a zdraví potomků, molekulární determinanty zdatnosti spermií během stárnutí zůstávaly dosud ne zcela definované. Nová studie se zaměřila na profilování malých nekódujících RNA (sncRNAs) spermií pomocí metody PANDORA-seq. Tato technika překonává detekční zkreslení způsobené modifikacemi RNA, což umožňuje zachytit dosud nezjistitelné druhy sncRNA spojené se spermiemi myší a lidí v průběhu života.
Výsledky studie odhalily u myších spermií specifický „aging cliff“ v RNA profilech, který představuje ostrý věkově specifický přechod. Ten je charakterizován významnými posuny v malých RNA (tsRNA) odvozených z genomových a mitochondriálních transferových RNA (tRNA) a v malých RNA (rsRNA) odvozených z ribozomálních RNA (rRNA). Konkrétně bylo pozorováno, že rsRNA v hlavičkách myších spermií vykazovaly transformační posun v délce: s věkem se zvyšovalo množství delších rsRNA a snižovalo množství kratších. Tato zjištění naznačují změněnou biogenezi nebo zpracování RNA s přibývajícím věkem.
Je důležité, že tento posun v délce rsRNA, specifický pro hlavičky spermií, byl konzistentně pozorován ve dvou nezávislých kohortách stárnoucích lidských mužů. To naznačuje, že identifikovaný mechanismus může být konzervován napříč druhy. Dále experimentální přenos kombinace tsRNA a rsRNA, které se podobaly RNA druhům ve stárnoucích spermiích, do myších embryonálních kmenových buněk indukoval transkriptomické změny. Tyto změny ovlivňovaly metabolické a neurodegenerativní dráhy, což odráželo fenotypy pozorované u potomků zplozených staršími otci.
Tato zjištění poskytují nové poznatky o longitudinální dynamice sncRNA během stárnutí spermií. Zejména poukazují na posun v délce rsRNA, který je zachován u myší i lidí, a nabízí potenciální molekulární markery pro hodnocení spermií a jejich vlivu na zdraví potomstva.