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

  • 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.
    1353
  • 26/04/2019

    ДНК раскрывает историю монгольского нашествия

    Король или простолюдин, соплеменники или чужаки, ордынцы или русские – эти вопросы часто волнуют археологов, открывающих останки древних людей. Анна Тарасова, младший научный сотрудник Института археологии РАН, рассказывает о том, как генетика, а также другие естественные науки, помогают ученым точно отвечать на подобные вопросы.
    332
  • 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.
    1166
  • 07/09/2015

    Интеграционный проект ВИР позволит России стать мировым лидером по объему коллекций культурных растений

    Об этом сообщил Михаилу Котюкову директор института Николай Дзюбенко. 11 июня в рамках рабочего визита в Санкт-Петербург руководитель ФАНО России встретился с коллективами подведомственных Агентству организаций.
    620
  • 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.
    474
  • 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.
    1024
  • 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.
    665
  • 09/11/2017

    Опубликованы итоги конкурса проектов комплексных междисциплинарных фундаментальных научных исследований (Комфи) 2017 года

    На сайте Российского фонда фундаментальных исследований опубликованы итоги конкурса проектов комплексных междисциплинарных фундаментальных научных исследований «Молекулярные основы функционирования живых систем» (Комфи) 2017 года.
    1118
  • 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.
    534
  • 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.
    1439