Все знают, что новорожденные близнецы весят меньше, чем среднестатистический единственный ребенок. Этот факт нас не удивляет: даже не обладая специальными знаниями, мы интуитивно понимаем, что матери физически трудно выносить двоих и более крупных детей. Но хотя у человека и многих других крупных млекопитающих многоплодная беременность – редкость, она вполне обычна у мелких животных, таких как грызуны. И у них ученые давно обнаружили аналогичную закономерность: чем больше детенышей в помете, тем они мельче. До последнего времени механизмы этого явления оставались неизвестными, но недавно российским ученым, похоже, удалось разгадать эту вековую загадку, как свидетельствует статья, недавно опубликованная в The Journal of general physiology.

У многоплодных млекопитающих затраты на репродуктивные процессы с увеличением числа детенышей в помете возрастают. Однако у любого организма существует некий физиологический предел, за которым он больше не может увеличивать потребление пищи/энергии, чтобы удовлетворить потребности развивающихся эмбрионов. Согласно общепринятой модели, энергетические и материальные «инвестиции» беременной матери в будущее потомство ограничены и пропорциональны ее ресурсам. А так как они делятся между всеми эмбрионами, то средний вес последних будет, соответственно, отрицательно коррелировать с размером помета.

С точки зрения жизненного успеха, чтобы минимизировать возможные потери со стороны матери и получить максимально жизнеспособное потомство, материнскому организму необходимо поддерживать баланс между затратами на беременность и собственное «жизнеобеспечение». Последние, среди прочего, включают энергетические и метаболические «расходы» на иммунитет. При этом хотя активация иммунного ответа является достаточно затратным процессом, принято считать, что поддержание иммунитета обходится организму «дешево», а сам вопрос о компромиссе между иммунным гомеостазом и репродуктивными усилиями до сих пор является предметом дискуссий.

Задачу оценить роль иммунной поддержки в воспроизводстве взяла на себя группа исследователей из сибирских и столичных научно-исследовательских организаций: Института цитологии и генетики СО РАН и НИИ фундаментальной и клинической иммунологии (Новосибирск), МГУ им. М.В. Ломоносова и Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН (Москва). Для этого они изучили репродуктивный цикл у лабораторных мышей чистой линии, у которых был нокаутирован («выключен») ген, кодирующий фактор некроза опухоли TNF-α.

TNF-α – это внеклеточный многофункциональный белок, который производится иммунными клетками макрофагами и является одним из ключевых регуляторов работы иммунной системы млекопитающих. После связывания с рецепторами, расположенными в том числе на иммунных клетках Т-лимфоцитах, TNFα запускает сложные цепочки молекулярных событий, которые могут привести к развитию воспаления, а также к гибели клеток (например, раковых) путем апоптоза или некроза. Как провоспалительный цитокин (сигнальный белок, обеспечивающий межклеточные взаимодействия), этот белок вовлечен в патогенез многих воспалительных заболеваний. 

К большому удивлению ученых, у мышей с нокаутированным геном TNFα связь между размером помета и весом эмбрионов изменила знак: в больших пометах сами эмбрионы также были больше! Дальнейшие исследования показали, что TNFα, по-видимому, ограничивает выработку одного из цитокинов, способствующих росту детенышей, – гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора. В отсутствие TNFα это ограничение снимается, поэтому в результате рождаются более крупные мышата.

Таким образом, была обнаружена еще одна функция белка TNFα, благодаря которому поддерживается так называемый «trade-off» (компромиссный выбор, принимаемый с учетом разных факторов) между количеством и размером потомства, что препятствует избыточному потоку ресурсов от матери к эмбриону. Пока неизвестно, справедливо ли это утверждение для человека. Но с учетом того, что ингибиторы TNFα сегодня используют при лечении аутоиммунных патологий, результаты этой работы поднимают вопрос о безопасности их применения у беременных женщин.

Подготовила Мария Перепечаева

Похожие новости

  • 25/10/2017

    Место, где можно почувствовать эволюцию

    В Москве в Государственном Дарвиновском музее прошла 16–20 октября III Международная конференция «Современные проблемы биологической эволюции». Первые две были в 2007 и 2014 годах. Нынешняя посвящена 130-летию со дня рождения академика Н.
    956
  • 27/12/2017

    Исследователи реализуют проект, позволяющий исправлять мутации ДНК митохондрий

    ​В последнее время все чаще можно услышать о тяжелых наследственных заболеваниях митохондриальной этиологии. Эти недуги вызываются дефектами митохондрий, которые являются своеобразными "энергетическими станциями" клеток организма.
    1248
  • 27/11/2018

    Российские ученые создали сердечную ткань для тестирования лекарств

    Ученые из МФТИ и Института цитологии и генетики СО РАН создали особую культуру сердечных клеток, которая позволяет быстро и дешево оценивать безопасность лекарств для жизни человека.
    1033
  • 13/02/2018

    Самые интересные научные открытия года

    ​8 февраля в России отмечается День российской науки. "Комсомольская правда" совместно с научно-популярным порталом "Чердак", созданным агентством ТАСС совместно с Минобрнауки России, рассказали о заметных научных разработках, экспериментах и открытиях российских ученых в 2017 году.
    1097
  • 26/10/2018

    Что могут сделать в человеческом организме стволовые клетки?

    ​Ученые продолжают опыт японских коллег по превращению обычных клеток в стволовые. Но предупреждают: работу надо оградить от любителей сенсаций. Что могут сделать в человеческом организме стволовые клетки? 10-15 лет назад на этот вопрос отвечали с восторгом: они заменяют умершие клетки и дарят молодость.
    371
  • 11/01/2018

    Российские ученые нашли истоки ожирения в стволовых клетках

    ​Исследователи из МГУ описали новый механизм, возможно лежащий в основе развития ожирения. Они обнаружили группу стволовых клеток, активно трансформирующихся в жировые под действием гормона ангиотензина II.
    605
  • 13/10/2018

    В России появится Общество специалистов по биобанкированию

    ​16 и 17 октября в парк-отеле «Шереметьевский» пройдет международная конференция «Биобанкинг-2018», посвященная работе биобанков — современных центров сбора, хранения и обработки различных биологических образцов, которые помогают ученым создавать новые лекарства, диагностировать различные заболевания, а также спасать вымирающие виды животных и растений.
    564
  • 07/11/2016

    На Общем собрании РАН ученые обсудили генетические ресурсы

    ​«Человек есть то, что он ест» ― это высказывание, приписываемое Пифагору, выдержало проверку столетиями. Сегодня проблема питания стала огромным пазлом, в котором сомкнуты рацион космонавтов и спортсменов, «зеленая революция», мифы и достижения диетологии, борьба с болезнями, паразитами и климатом, а в России ― еще и с импортозависимостью и традиционной отсталостью сельского хозяйства.
    1824
  • 22/08/2018

    Ученые опубликовали самый подробный геном пшеницы

    Международный консорциум ученых из 20 стран представил первый полностью аннотированный геном пшеницы с информацией о 107,8 тысячи генов растения. Работа опубликована в журнале Science.
    482
  • 25/04/2017

    Дивный мир лабораторных мышей

    ​Японские танцующие мыши... Вы сможете отличить их по маленьким размерам и бесконечному верчению в ритме танца. Однако этот "бесконечный рокк-н-ролл" - не от веселого настроения, а от нарушения работы гипофиза и вестибулярного аппарата, которое стало следствием близкородственного скрещивания.
    1337