З віком у жіночих статевих клітинах псується механізм, що займається розподілом хромосом під час клітинного ділення.
Відомо, що жінкам з віком стає все важче завагітніти і народити дитину - зародок часто гине під час внутрішньоутробного розвитку. Очевидно, що тут вся справа в старінні, але які саме механізми старіння тут спрацьовують?
Жіноча стать - не тільки у людини, але взагалі у всіх звірів - все життя живе з фіксованим набором яйцеклітин, які формуються в яєчниках ще до народження. Ці яйцеклітини ще не цілком зрілі, і називаються вони поки ще не яйцеклітинами, а ооцитами. Під час менструального циклу один з ооцитів дозріває, тобто ділиться і перетворюється на справжню яйцеклітину.
Ділиться ооцит так, що замість подвійного набору хромосом у зрілої яйцеклітини залишається тільки один (такий тип ділення називається мейозом). Як ми знаємо, наші клітини містять подвійний набір гомологічних хромосом: тобто всі хромосоми можна розбити по парах, і в кожній парі у хромосом будуть однакові гени, але в різних варіантах.
Виняток - статеві клітини: їх попередники теж несуть в собі подвійний хромосомних набір, але при формуванні зрілих яйцеклітин і сперматозоїдів у тих і в інших залишається тільки один набір хромосом. Після запліднення одинарні, тобто гаплоїдні, хромосомні набори статевих клітин об'єднуються, і зародок стає диплоїдним, тобто з подвійним набором хромосом, отриманих від батька і матері.
Що ж відбувається при дозріванні яйцеклітини? У ооциту набір хромосом ще подвійний, і, коли ооцит ділиться, його гомологічні хромосоми шикуються парами, після чого розходяться по протилежних кінцях клітини. Біологи давно помітили, що в «вікових» ооцитах хромосоми розходяться неправильно, так що зріла яйцеклітина отримує хромосом або більше, або менше, ніж треба.
Такі аномалії не проходять безслідно: зайві гени роблять зародок нежиттєздатним, або ж, якщо дитина все ж з'явиться на світ, у неї можуть проявитися якісь вроджені захворювання (власне, відомий синдром Дауна виникає через те, що зародок отримав зайву хромосому номер 21).
Але чому хромосоми починають поводитися так? Співробітники дослідницького центру CRCHUM при Монреальському університеті пишуть у своїй статті в Current Biology, що тут вся справа в клітинному механізмі, що розтягує хромосоми під час поділу. Хромосоми ж розходяться не самі по собі, їх тягнуть мікротрубочки - крихітні білкові «канати», які одним кінцем прикріплені до хромосомів, а іншим - до особливої молекулярної «лебідки» на полюсі клітини. Вся ця машинерія називається веретеном поділу.
Веретено поділу має працювати як годинник: мікротрубочки від кожного полюса повинні приєднатися саме до тих хромосомів, які повинні відійти до їх полюса, і всі молекулярні події повинні відбуватися в потрібний час і в потрібному місці.
Однак з віком веретено поділу стає все менш організованим: мікротрубочки хапаються не за свої хромосоми, погано тягнуть їх від центру до полюсів тощо. Що при цьому відбувається, дослідники продемонстрували в експериментах на яйцеклітинах мишей: ядра «молодих» яйцеклітин пересаджували в «старі», і навпаки, ядра «старих» - в «молодих». Безлад у хромосомах відбувався тоді, коли «молоде» ядро опинялося в «старій» клітці: веретено ділення з мікротрубочками знаходиться в цитоплазмі, а не в ядрі, так що проблеми починалися саме через стару цитоплазму.
Іншими словами, хромосомальні аномалії, що проявляються в яйцеклітинах з віком - це вина не самих хромосом, а того молекулярного апарату, який займається розподілом хромосом по дочірніх клітинах під час ділення. Швидше за все, те ж саме відбувається і у інших ссавців, в тому числі і у людей, і якщо, скажімо, знайти спосіб відремонтувати веретено ділення, то можна було б відсунути проблеми з зачаттям на більш пізній термін.