Naukowcy poznali tajemnice wyjątkowej płodności golców piaskowych

Płodność u większości ssaków spada wraz z wiekiem, ale golców piaskowych wydaje się to nie dotyczyć. Te małe zwierzęta mogą rozmnażać się przez całe swoje wyjątkowo długie, jak na gryzonie życie. Nowe badania rzucają nieco więcej światła na unikalne procesy, które zapewniają tym gryzoniom wyjątkową płodność. Odkrycia te mogą ostatecznie wskazać kierunek dla nowych terapii wspomagających płodność u ludzi.

To, co łączy niemalże wszystkie samice ssaków to to, że ilość posiadanych przez nie komórek jajowych nie jest nieskończona. Jednak jeden gatunek wydaje się wyłamywać z tego schematu. Mowa o golcu piaskowym (Heterocephalus glaber) - małym gryzoniu zamieszkującym wschodnie tereny Afryki – Somalia, Etiopia, Kenia czy Dżibuti. Dlaczego tak się dzieje? Do tej pory pozostawało tajemnicą.

W nowym badaniu, którego opis oraz wyniki ukazały się na łamach pisma "Nature Communications" (DOI: 10.1038/s41467-023-36284-8), naukowcy ustalili, że samice golców piaskowych wytwarzają komórki jajowe przez całe swoje życie, podważając dogmat, że samice ssaków mają ograniczoną ich rezerwę.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Golce piaskowe są ślepe i niemal zupełnie pozbawione owłosienia. Prawie całe życie spędzają pod ziemią, gdzie budują rozległe tunele. Nietypowy zestaw cech fizycznych umożliwia im rozwój w tym niesprzyjającym, podziemnym środowisku. Ssak ten może żyć nawet 37 lat i praktycznie nie choruje na nowotwory (więcej na ten temat w tekście: Naukowcy odkrywają tajemnice odporności na nowotwory golców piaskowych).

Gryzonie te są także odporne na niektóre rodzaje bólu i mogą żyć w środowisku o bardzo niskim poziomie tlenu. Wykazują też niewiele oznak starzenia (więcej na ten temat w tekście: Golec piaskowy - gryzoń, który łamie biologiczne prawo starzenia się) i znacznie przekraczają długość życia, jakiej można oczekiwać od gryzonia tego rozmiaru. Myszy w niewoli żyją co najwyżej 4 lata. Podobnych rozmiarów golce piaskowe nie powinny żyć dłużej niż 6 lat. Zamiast tego niektóre żyją znacznie ponad 30 lat i nawet w tym wieku samice hodowlane pozostają płodne.

Możliwość posiadania potomstwa nawet w "podeszłym" wieku pozostaje domeną królowych, bo struktura społeczna tych gryzoni przypomina nieco kolonie pszczół. Dlaczego królowe? Ponieważ w całej kolonii tylko one mogą się rozmnażać. Pojawić się tutaj może pytanie, co dzieje się w sytuacji, gdy królowej z takiego czy innego powodu zabraknie? Można powiedzieć, że pomiędzy pozostałymi samicami zaczyna się wtedy walka o sukcesję. Ta, która zwycięży, zostaje nową królową.

Co jednak sprawia, że samice golców piaskowych tak długo są w stanie zachować płodność? Musimy tutaj wyjść od dotychczasowego założenia, że u ssaków samice rodzą się z określoną liczbą komórek jajowych, które z biegiem życia powoli się wyczerpują. Nie są one też w jakimkolwiek stopniu uzupełniane. Ten swoisty dogmat został przyjęty około 70 lat temu. Zgodnie z nim do wytworzenia się zapasu komórek jajowych u samic ssaków dochodzi niedługo przed ich przyjściem na świat lub niedługo po tym fakcie i już nigdy później ich ilość się nie zwiększa.

Przeprowadzone przez naukowców badania wykazały jednak, że samice golców są wyjątkiem od tej reguły. Okazuje się bowiem, że przychodzą one na świat kompletnie bez komórek jajowych. Skąd więc się u nich biorą? Otóż na wczesnym etapie życia ich organizmy produkują olbrzymią ich ilość, która jest wręcz nieproporcjonalnie duża w odniesieniu do rozmiaru ich ciała na tym etapie. Badacze porównali je z komórkami jajowymi u myszy i stwierdzili, że po pierwsze zapas ten wystarcza golcom na dłużej, a po drugie są w stanie uzupełniać ten zapas. W toku badań zauważono nawet, że jest to możliwe nawet u samic w wieku 10 lat.

Naukowcy przeprowadzili też pewien eksperyment, polegający na tym, że z kolonii usunięto samice, które się nie rozmnażały – tworząc niejako nową kolonię z nową królową. Rezultat był zaskakujący: nagle ich prekursorowe komórki jajowe zaczęły się dzielić. Innymi słowy same z siebie stały się zdolne do rozrodu. Szczególnie to odkrycie może być istotne dla świata medycyny, ponieważ gdyby naukowcom udało się ustalić, w jaki sposób się to dzieje, mogłoby to znacząco zwiększyć możliwości terapii wspomagających płodność u ludzi. Z jednej strony żyjemy coraz dłużej, z drugiej zaś menopauza w dalszym ciągu pojawia się u kobiet w tym samym momencie.

Źródło: University of Pittsburgh School of Medicine, fot. UPMC