Дослідження вчених із Європи вказало на значну подібність мозку та сім'яників та клітинному та молекулярному рівнях. Зокрема, мозок та сім'яники поділяють між собою більш ніж 13 тисяч білків, і вони найбільш подібні органи в організмі в плані експресії генів. Результати опубліковані в журналі Royal Society Open Biology.
Сім'яні канальці сім'яників, всередині яких розвиваються сперматозоїди. Prof. P. Mottadept
Чому ці органи взялися порівнювати?
Мозок, як відомо, головний орган, який керує діяльністю усього організму. Він постійно отримує сигнали від інших органів та частин тіла і перетворює їх на функціональну інформацію, яку відсилає назад, впливаючи на роботу цих органів. Розвинений мозок також є причиною того, що ми можемо мислити, запам'ятовувати, спілкуватися та відчувати, зокрема емоційно. Чи подібний він до сім'яників? Сім'яники — це чоловічі статеві залози, які уможливлюють розмноження. Головними їхніми функціями є вироблення сперматозоїдів та статевих гормонів, переважно тестостерону. Здається, що мозок і сім'яники надзвичайно не схожі одне на одного органи й не надто пов'язані, але дедалі більше досліджень вказують на протилежне. Деякі з них виявили, що значна частина генів експресуються як у мозку, так і в сім'яниках людей і мишей, що робить їх найбільш подібними у цьому плані органами. Інші ж вказали на зв'язок між інтелектом та особливостями сперми, а також між статевою дисфункцією та неврологічними хворобами. Це зацікавило групу дослідників із Португалії та Великобританії, тому вони провели власне дослідження, щоб з'ясувати, чому ці органи подібні.
Як досліджували це питання?
Науковці вирішили порівняти мозок та сім'яники на клітинному та молекулярному рівнях. Особливу увагу під час роботи звернули на білки, що виробляються цими органами.
Вчені взялися порівнювати білки, що продукуються клітинами 33 різних типів тканин, включно із серцем, кишківником, шийкою матки, яєчниками та плацентою. У процесі аналізу вони виявили, що мозок та яєчка поділяють між собою найбільшу кількість білків — 13 442. Це узгоджується і з результатами дослідження, які вказали на велику кількість спільних активних генів.
Діаграма вказує на перекриття між сукупностями білків, що виробляються мозком (синій) та сім'яниками (зелений). Bárbara Matos et al. / Royal Society Open Biology, 2021
Про що це говорить?
Детальне вивчення найбільш експресованих спільних білків показало, що ці сполуки залучені головним чином у розвитку тканин та комунікації між клітинами. І вчені вбачають у цьому сенс, оскільки на клітинному рівні мозок та сім'яники також багато в чому подібні. Приміром, нейрон і сперматозоїд мають здатність активувати інші клітини: перший активує інші нейрони або ефекторні соматичні клітини, другий — яйцеклітину. Обидва органи потребують великої кількості енергії: один для забезпечення складної роботи величезної кількості нейронів, інший — для вироблення мільйонів статевих клітин. Через це у них наявні спеціалізовані клітини, які забезпечують надходження поживних речовин до нейронів та статевих клітин — астроцити та клітини Сертолі, відповідно. Так само і нейронам, і сперматозоїдам властивий схожий екзоцитоз — процес, за якого вони виділяють у навколишнє середовище різні сполуки. Так, нейрони виділяють нейротрансмітери для передачі інформації іншим нейронам, а сперматозоїди — важливі фактори запліднення.
Автори вважають, що висока подібність білків мозку та сім'яників може пояснити зв'язок між порушеннями роботи цих органів. Але потрібно більше подібних досліджень, щоб зрозуміти, що викликає ці порушення, та знайти спосіб їх ефективного лікування. Також поки що незрозуміло, як саме два такі різні за функціями органи розвинули так багато спільного. Вчені припускають, річ у природному доборі, який призвів до незалежного виникнення спільних рис у функціонально різних органах. Подібний процес відбувається і в більших масштабах, коли два не близькоспоріднені види в процесі еволюції набувають схожі риси, і називається він конвергентною еволюцією. Прикладом його є акули та дельфіни, які мають подібну форму тіла, хоча вони дуже віддалено споріднені.