Жыныс жасушаларының дамуы мен ерекшеліктері

Кіріспе

ауру тудырушы агенттің немесе басқа да түрлі мағыналарды білдіретін күнделікті қолданыстағы термин. Гамет өндіретін жасуша

Жыныстық көбейтуге қабілетті организмнің гаметтерін құратын кез келген жасуша – осы жыныс жасушасы. Көптеген жануарларда жыныс жасушалары бастапқы жолақта пайда болып, эмбрионның ішегі арқылы дамитын жыныс бездеріне миграция жасайды. Онда мейоз процесі жүзеге асады, одан кейін жасушалар дифференциалданып, пісіп, жұмыртқа жасушаларына немесе сперматозоидтарға айналады. Жануарлардан өзгеше, өсімдіктерде ерте даму кезінде арнайы жыныс жасушалары болмайды. Керісінше, жыныс жасушалары ересек организмнің соматикалық жасушаларынан, мысалы, гүлді өсімдіктердің гүлдік меристемасынан пайда болуы мүмкін.

Кіріспе

Көпжасушалы эукариоттар екі негізгі жасуша түрінен тұрады: жыныс жасушалары және соматикалық жасушалар. Жыныс жасушалары гаметтерді өндіреді және митозбен қатар мейозға да қабілетті жалғыз жасушалар болып табылады. Соматикалық жасушалар – организмнің құрылымдық бөліктерін құрайтын барлық басқа жасушалар, олар тек митоз арқылы бөлінеді. Жыныс жасушаларының тегі жыныс клеткалық желі деп аталады. Жыныс жасушаларының белгілі бірге айналуы көптеген жануарларда бөліну кезінде, ал құстар мен сүтқоректілерде гаструляция кезінде эпибластада басталады. Пассивті қозғалыстар мен белсенді миграцияны қамтитын көшіруден кейін, жыныс жасушалары дамитын жыныс бездеріне жетеді. Адамда жыныстық дифференциация шамамен жүктіліктің 6 аптасында басталады. Жыныс жасушаларының өмірлік циклінің соңғы өнімдері – жұмыртқа жасушасы немесе сперматозоид. Арнайы жағдайларда in vitro жыныс жасушалары эмбриондық дің жасушаларына (ЭДЖ) ұқсас қасиеттерге ие бола алады. Бұл өзгерістің жатқандағы механизмі әлі белгісіз. Бұл өзгерген жасушалар эмбриондық жыныс жасушалары деп аталады. Екі жасуша түрі де in vitro көп потенциалды, бірақ тек ЭДЖ ғана in vivo көп потенциалды екенін дәлелдеді. Жақындағы зерттеулер ЭДЖ-ден бастапқы жыныс жасушаларын алуға болатынын көрсетті.

Ерекшеліктер

Эмбриондағы ұрықтық жасушалар тұқымын қалыптастырудың екі механизмі бар. Бірінші әдіс преформатистік деп аталады, және ол ұрық жасушаларына айналатын жасушалардың жұмыртқаның (ұйықтың) ұрық плазмасында (цитоплазманың белгілі бір аймағы) болатын нақты ұрықтық жасуша детерминанттарын мұраға алуын қамтиды. Көптеген жануарлардың ұрықтанбаған жұмыртқасы асимметриялық: цитоплазманың әртүрлі аймақтарында әртүрлі мРНҚ және белоктар мөлшері болады. Екінші жолы сүтқоректілерде кездеседі, онда ұрықтық жасушалар мұндай детерминанттармен емес, зиготалық гендермен басқарылатын сигналдар арқылы анықталады. Сүтқоректілерде ерте эмбриондағы бірнеше жасуша көрші жасушалардың сигналдары арқылы бастапқы ұрықтық жасушаларға айналуға итермеленеді. Сүтқоректілердің жұмыртқалары шамалы симметриялы болады, ал ұрықтанған жұмыртқаның алғашқы бөлінулерінен кейін пайда болатын жасушалардың барлығы тотипотентті болады. Бұл олардың организмдегі кез келген жасуша түріне, соның ішінде ұрықтық жасушаларға дифференциалдануға қабілетті екенін білдіреді. Лабораториялық егешқұйрықтың бастапқы ұрықтық жасушаларының спецификациясы жоғары деңгейдегі сүйек морфогенетикалық белок (BMP) сигнализациясы арқылы басталады, ол Blimp 1/Prdm1 және Prdm14 транскрипция факторларының экспрессиясын белсендіреді. Индукция – ататектегі механизм болған, ал ұрықтық жасушалардың қалыптасуының преформатистік немесе мұрагерлік механизмі конвергентті эволюциядан пайда болған деген болжам бар. Бұл екі механизмнің арасындағы бірнеше маңызды айырмашылықтар бар, олар ұрық плазмасының эволюциясына түсіндіру бере алады. Бір айырмашылық – мұрагерлік даму кезінде (бластодерма сатысында) дерлік бірден жүзеге асады, ал индукция әдетте гаструляцияға дейін болмайды. Ұрықтық жасушалар тыныш күйде болғандықтан, олар бөлінбейді, сондықтан мутацияға ұшырамайды. Ұрықтық жасушалар индукция арқылы бірден анықталмайтындықтан, жасушалар спецификацияланғанға дейін мутация пайда болу ықтималдығы жоғары. Мутация жылдамдығы туралы деректер бар, олар индукцияға ұшырайтын түрлерде – егешқұйрықтар мен адамдарда, мұрагерлік механизмін пайдаланатын C. elegans және Drosophila melanogaster-ден қарағанда жоғары ұрықтық жасуша мутациясы деңгейін көрсетеді. Төмендеу мутация жылдамдығы таңдап алынады, бұл ұрық плазмасының конвергентті эволюциясының бір себебі болуы мүмкін. Дегенмен, бұл гипотезаны ұрық плазмасының эволюциясы туралы нақты дәлелдермен қолдау үшін, әсіресе бастапқы ұрықтық жасушалардың спецификациясына дейін және кейін жиналған деректерді қоса, бірнеше таксондар бойынша көбірек мутация жылдамдығы деректерін жинау қажет.

There are two mechanisms to establish the germ cell lineage in the embryo. The first way is called preformistic and involves that the cells destined to become germ cells inherit the specific germ cell determinants present in the germ plasm (specific area of the cytoplasm) of the egg (ovum). The unfertilized egg of most animals is asymmetrical: different regions of the cytoplasm contain different amounts of mRNA and proteins. The second way is found in mammals, where germ cells are not specified by such determinants but by signals controlled by zygotic genes. In mammals, a few cells of the early embryo are induced by signals of neighboring cells to become primordial germ cells. Mammalian eggs are somewhat symmetrical and after the first divisions of the fertilized egg, the produced cells are all totipotent. This means that they can differentiate in any cell type in the body and thus germ cells. Specification of primordial germ cells in the laboratory mouse is initiated by high levels of bone morphogenetic protein (BMP) signaling, which activates expression of the transcription factors Blimp 1/Prdm1 and Prdm14. It is speculated that induction was the ancestral mechanism, and that the preformistic, or inheritance, mechanism of germ cell establishment arose from convergent evolution. There are several key differences between these two mechanisms that may provide reasoning for the evolution of germ plasm inheritance. One difference is that typically inheritance occurs almost immediately during development (around the blastoderm stage) while induction typically does not occur until gastrulation. As germ cells are quiescent and therefore not dividing, they are not susceptible to mutation. Since the germ cell lineage is not established right away by induction, there is a higher chance for mutation to occur before the cells are specified. Mutation rate data is available that indicates a higher rate of germ line mutations in mice and humans, species which undergo induction, than in C. elegans and Drosophila melanogaster, species which undergo inheritance. A lower mutation rate would be selected for, which is one possible reason for the convergent evolution of the germ plasm. However, more mutation rate data will need to be collected across several taxa, particularly data collected both before and after the specification of primordial germ cells before this hypothesis on the evolution of germ plasm can be backed by strong evidence.

Көші-қон

Алғашқы герм жасушалары, жыныстық бездерге жеткенге дейін әлі де көшіп келе жатқан герм жасушалары (сондай-ақ PGC, прекурсорлық герм жасушалары немесе гоноциттер деп те аталады) ішек арқылы және дамитын жыныстық бездерге қарай қозғалғанда бірнеше рет бөлінеді.

Омыртқасыздар

Модельдік организм – Drosophila-да полярлық жасушалар бластодерманың бүктелуіне байланысты эмбрионның артқы жағынан артқы ортаңғы ішекке пассивті түрде жылжиды. Содан кейін олар ішектің ішінде мезодермаға қарай белсенді түрде қозғалады. Эндодермалық жасушалар дифференциацияланып, Wunen ақуыздарымен бірге ішек арқылы жылжуды ынталандырады. Wunen ақуыздары – бұл хеморепелленттер, олар герм жасушаларын эндодермадан мезодермаға бағыттайды. Екі топқа бөлінгеннен кейін герм жасушалары бүйірлерінен және параллель жылжуын жалғастырып, жыныс бездеріне жетеді. Колумб ақуыздары, хемоаттрактанттар, жыныс бездерінің мезодермасындағы жылжуды стимуляциялайды.

Омыртқалы жануарлар

Ксенопус су бақасының жұмыртқасында, ұрықтық жасушаларды анықтайтын факторлар ең вегеталды бластомерлерде табылады. Бұл болжамды ПГЖ-лар гаструляция арқылы бластоцельдің эндодермасына жеткізіледі. Гаструляция толыққаннан кейін олар ұрықтық жасушалар ретінде анықталады. Содан кейін артқы ішек бойымен және дорсальды мезентерия арқылы қозғалыс жүзеге асырылады. Ұрықтық жасушалар екі топқа бөлініп, жұптасқан жыныс бездерінің қырларына жетеді. Қозғалыс 3-4 жасушадан басталады, олар үш дөңгелекке бөлінеді, нәтижесінде шамамен 30 ПГЖ жыныс бездеріне жетеді. ПГЖ-ның қозғалыс жолында жатқан жасушалардың бағыты және фибронектин сияқты олар бөлетін молекулалар маңызды рөл атқарады. Сүтқоректілерде Ксенопусқа ұқсас қозғалыс жолы бар. Қозғалыс 50 гоноциттен басталады және шамамен 5000 ПГЖ жыныс бездеріне жетеді. Көбею қозғалыс кезінде де жүреді және адамдарда 3-4 аптаға созылады. ПГЖ-лар эпибластан шығып, кейін мезодермаға, эндодермаға және сары қаптың артқы бөлігіне қозғалады. Содан кейін артқы ішек бойымен және дорсальды мезентерия арқылы жыныс бездеріне жетеді (адамда 4,5 апта). Фибронектин басқа молекулалармен бірге поляризацияланған желі құрайды. Ұрықтық жасушалардың жолындағы соматикалық жасушалар оларға тартымды, терістеу және тірі қалу сигналдарын береді. Бірақ ұрықтық жасушалар бір-біріне де сигналдар жібереді. Бауырымен жорғалаушылар мен құстарда ұрықтық жасушалар басқа жол қолданады. ПГЖ-лар эпибластан шығып, гипобласқа өтіп, ұрықтық серпіліс құрайды (алдыңғы эмбрионалдық құрылым). Гоноциттер қан тамырларына еніп, көлік үшін қан айналымын пайдаланады. Олар жыныс бездерінің қырларының биіктігіне жеткен кезде тамырлардан шығып кетеді. Қан тамырларының эндотелийіндегі жасушалардың жабысуы және хемоаттрактанттар сияқты молекулалар ПГЖ-ның қозғалысына көмектеседі.

Y хромосомасының Sry гені

SRY (Y хромосомасының жынысты анықтау аймағы) сүтқоректілерде еркек дамуын бағыттайды, гонадалық қыртыстың соматикалық жасушаларын жұмыртқалыққа айналудың орнына ұрыққа айналуға итермелейді. Sry жыныс бездерінің шағын тобындағы соматикалық жасушаларда өрнектеледі және осы жасушаларды Сертоли жасушаларына (ұрықта қолдау жасушалары) айналуға ықпал етеді. Сертоли жасушалары көптеген жолдармен еркек жыныстық дамуға жауапты. Осы жолдардың бірі – келген алғашқы жасушаларды сперматозоидқа дифференциалдануға стимуляциялау. Sry гені болмаған жағдайда, алғашқы ұрықтық жасушалар жұмыртқаға дифференциалданады. Жыныс мүшелерінің қырларын ұрық немесе жұмыртқалыққа айнала бастамас бұрын алып тастау, тасымалданатын жыныс хромосомасына қарамастан, әйелдің дамуына әкеледі.

Оогенез

Көшіп-қонудан кейін бастапқы герм жасушалары жұмыртқа безінде (жатыршада) оогонияға айналады. Оогониялар митоздық бөліну арқылы қарқынды көбейеді, адамда 5-7 миллионға дейін жасушаға жетеді. Бірақ содан кейін олардың көп бөлігі өліп, шамамен 50 мың жасуша қалады. Бұл жасушалар біріншілік ооциттерге дифференциалданады. Коитус (жыныстық қатынас) болғаннан кейін 11-12 аптада бірінші мейоздық бөліну басталады (көптеген сүтқоректілерде туылмас бұрын) және түрге байланысты бірнеше күннен бірнеше жылға дейін профаза I кезеңінде тоқтатылады. Осы кезеңде немесе кейбір жағдайларда жыныстық жетілудің басында біріншілік ооциттер зона пеллюцида деп аталатын қабық құру үшін ақуыздар шығарады, сондай-ақ ұрықтандыру үшін қажет ферменттер мен ақуыздарды қамтитын кортикальды түйіршіктерді де өндіреді. Мейоз фолликулярлы гранулоза жасушаларының саңылаулар және зона пеллюцида арқылы жіберетін тежегіш сигналдарының арқасында тоқталады. Жыныстық жетілу – мерзімді овуляцияның басталуы. Овуляция – жұмыртқадан бір ооцитті репродуктивті жолға үнемі босату процесі, ол фолликуланың өсуіне дейін жүзеге асады. Бірнеше фолликула жасушаларының өсуі стимуляцияланады, бірақ тек бір ооцит овуляцияланады. Бастапқы фолликула эпителий қабатынан тұрады, ол ооцитті қоршаған фолликулярлы гранулоза жасушаларынан құралған. Гипофиз фолликулды стимуляциялайтын гормондарды (ФСГ) бөліп шығарады, бұл фолликуланың өсуін және ооциттің жетілуін стимуляциялайды. Әр фолликуланың айналасындағы текальді жасушалар эстрогенді бөліп шығарады. Бұл гормон фолликулярлы гранулоза жасушаларында ФСГ рецепторларының өндірілуін стимуляциялайды және сонымен бірге ФСГ секрециясына кері байланыс жасайды. Бұл фолликулалар арасында бәсекеге әкеледі және ең көп ФСГ рецепторларына ие фолликула ғана тірі қалады және овуляцияланады. Овуляцияланған ооциттегі I мейоздық бөліну гипофиз өндіретін лютеинизациялық гормондар (ЛГ) арқылы стимуляцияланады. ФСГ және ЛГ фолликула жасушалары мен ооцит арасындағы саңылауларды жауып, олардың арасындағы байланысты тежейді. Көптеген фолликулярлы гранулоза жасушалары ооциттің айналасында қалып, кумул қабатын құрайды. Ірі сүтқоректі емес ооциттер жұмыртқа сарысын, гликогенді, липидтерді, рибосомаларды және эмбрионның ерте дамуы кезінде ақуыз синтезі үшін қажетті мРНК-ны жинақтайды. Бұл қарқынды РНК биосинтезі хромосомалардың құрылымында көрінеді, олар деконденсацияланып, бүйірлік ілмектерді құрайды, бұл оларға шам щеткасы сияқты көрініс береді (Шам щеткасы хромосомасына қараңыз). Ооциттердің жетілуі – ооциттердің дамуының келесі кезеңі. Ол жыныстық жетілу кезінде гормондардың ооцитті I мейоздық бөлінуді аяқтауға стимуляциялауымен жүзеге асады. I мейоздық бөлінуден әртүрлі көлемдегі 2 жасуша пайда болады: кішкентай полярлық дене және үлкен екіншілік ооцит. Екіншілік ооцит II мейоздық бөлінуден өтеді, нәтижесінде екінші кішкентай полярлық дене және үлкен толысқан жұмыртқа пайда болады, екеуі де гаплоидты жасушалар. Полярлық денелер дегенерацияланады. Ооциттердің жетілуі көптеген омыртқалы жануарларда II метафазада тоқтатылады. Овуляция кезінде тоқтатылған екіншілік ооцит жұмыртқадан шығып, ұрықтандыруға дайын жұмыртқаға жылдам жетіледі. Ұрықтандыру жұмыртқаның II мейозды аяқтауына себеп болады. Әйелдерде оогониялар ұрықта көбейеді, мейоз туылмас бұрын басталады және 50 жасқа дейін I мейоздық бөлінуде тоқтатылады, ал овуляция жасөспірім кезеңде басталады.

After migration primordial germ cells will become oogonia in the forming gonad (ovary). The oogonia proliferate extensively by mitotic divisions, up to 5 7 million cells in humans. But then many of these oogonia die and about 50,000 remain. These cells differentiate into primary oocytes. In week 11 12 post coitus the first meiotic division begins (before birth for most mammals) and remains arrested in prophase I from a few days to many years depending on the species. It is in this period or in some cases at the beginning of sexual maturity that the primary oocytes secrete proteins to form a coat called zona pellucida and they also produce cortical granules containing enzymes and proteins needed for fertilization. Meiosis stands by because of the follicular granulosa cells that send inhibitory signals through gap junctions and the zona pellucida. Sexual maturation is the beginning of periodic ovulation. Ovulation is the regular release of one oocyte from the ovary into the reproductive tract and is preceded by follicular growth. A few follicle cells are stimulated to grow but only one oocyte is ovulated. A primordial follicle consists of an epithelial layer of follicular granulosa cells enclosing an oocyte. The pituitary gland secrete follicle stimulating hormones (FSHs) that stimulate follicular growth and oocyte maturation. The thecal cells around each follicle secrete estrogen. This hormone stimulates the production of FSH receptors on the follicular granulosa cells and has at the same time a negative feedback on FSH secretion. This results in a competition between the follicles and only the follicle with the most FSH receptors survives and is ovulated. Meiotic division I goes on in the ovulated oocyte stimulated by luteinizing hormones (LHs) produced by the pituitary gland. FSH and LH block the gap junctions between follicle cells and the oocyte therefore inhibiting communication between them. Most follicular granulosa cells stay around the oocyte and so form the cumulus layer. Large non mammalian oocytes accumulate egg yolk, glycogen, lipids, ribosomes, and the mRNA needed for protein synthesis during early embryonic growth. These intensive RNA biosynthese are mirrored in the structure of the chromosomes, which decondense and form lateral loops giving them a lampbrush appearance (see Lampbrush chromosome). Oocyte maturation is the following phase of oocyte development. It occurs at sexual maturity when hormones stimulate the oocyte to complete meiotic division I. The meiotic division I produces 2 cells differing in size: a small polar body and a large secondary oocyte. The secondary oocyte undergoes meiotic division II and that results in the formation of a second small polar body and a large mature egg, both being haploid cells. The polar bodies degenerate. Oocyte maturation stands by at metaphase II in most vertebrates. During ovulation, the arrested secondary oocyte leaves the ovary and matures rapidly into an egg ready for fertilization. Fertilization will cause the egg to complete meiosis II. In human females there is proliferation of the oogonia in the fetus, meiosis starts then before birth and stands by at meiotic division I up to 50 years, ovulation begins at puberty.

Жұмыртқаның өсуі

10–20 мкм үлкен соматикалық жасушаның митозға дайындалу үшін массасын екі еселеуіне әдетте 24 сағат уақыт керек. Осылайша, бұл жасушаның диаметрі 100 мкм болатын сүтқоректі жамыртқасының мөлшеріне жетуіне өте ұзақ уақыт қажет болар еді (кейбір жәндіктердің жамыртқалары шамамен 1000 мкм немесе одан да үлкен болады). Сондықтан жамыртқалардың үлкен мөлшерге жетуі үшін арнайы механизмдер қажет. Бұл механизмдердің бірі – гендердің қосымша көшірмелерінің болуы: мейоздың I бөлінісі тоқтатылады, сондықтан ооцит екі диплоидты хромосома жиынтығын сақтап өседі. Кейбір түрлер, мысалы, қосмекенділер, 1 немесе 2 миллионға дейін қосымша көшірмелер шығарады. Тағы бір толықтыратын механизм басқа жасушалардың синтезіне ішінара тәуелді. Қосмекенділерде, құстарда және жәндіктерде сары май бауырда (немесе оған баламасы) түзіліп, қанға бөлінеді. Жұмыртқалықтың жанындағы қосымша жасушалар да екі түрлі қоректік көмек көрсете алады. Кейбір омыртқасыз жануарларда кейбір оогониялар қоректік жасушаларға айналады. Бұл жасушалар цитоплазмалық көпірлер арқылы ооциттермен байланысады. Жәндіктердің қоректік жасушалары ооциттерге ақуыздар және мРНҚ сияқты макромолекулаларды жеткізеді. Фолликулярлы гранулоза жасушалары – омыртқасыз және омыртқалы жануарлардың жұмыртқалықтарындағы қосымша жасушалардың екінші түрі. Олар ооциттің айналасында қабат құрып, оны кішкентай молекулалармен, макромолекулалармен емес, олардың кішірек прекурсорларымен, аралық байланыстар арқылы қоректендіреді.

Мутация және ДНК жөндеу

Бір зерттеуге сәйкес, тышқанның аналық гермминативті жасушаларының мутация жиілігі соматикалық жасушаларға қарағанда шамамен 5 есе төмен. Миоздың диктат (ұзартылған диплотен) сатысындағы тышқан ооциті ДНК зақымдануын белсенді түрде жөндеуге қабілетті, ал ДНК жөндеу мейоздың диктатқа дейінгі (лептотен, зиготен және пахитен) сатыларында байқалмаған. Мейоздың төрт хроматидалық диктат сатысындағы ұзақ мейоздық тоқтау ДНК зақымдануының рекомбинациялық жөнделуіне көмектесуі мүмкін.

Сперматогенез

Сүтқоректілердің сперматогенезі көптеген жануарлар үшін өкілдік үлгі болып табылады. Адам еркектерде сперматогенез жасөспрімдік шақта, ұрық түтікшелерінде басталып, үздірілмей жалғасады. Сперматогония – дамымаған жыныс жасушалары. Олар базальды мембрананың жанында, ұрық түтікшелерінің сыртқы шетінде митоздық бөліністер арқылы үздірілмей көбейеді. Бұл жасушалардың бір бөлігі көбеюін тоқтатып, біріншілік сперматоциттерге дифференциалданады. Бірінші мейоздық бөліністен кейін екі екіншілік сперматоцит пайда болады. Екі екіншілік сперматоцит екінші мейоздық бөліністен өтіп, төрт гаплоидты сперматид құрайды. Бұл сперматидтер ядролық конденсация, цитоплазманың шығарылуы және акросома мен қамшының қалыптасуы арқылы морфологиялық тұрғыдан сперматозоидтарға айналады. Дамитын еркек жыныс жасушалары сперматогенез кезінде цитокинезді толықтырмайды. Осының салдарынан интерфаза кезінде цитоплазмалық көпірлер пайда болады, олар дифференциалданатын қыз жасушаларының клондары арасындағы байланысты қамтамасыз етеді. Бұл көпірлер синцитий деп аталады және олардың ортасында TEX14 және KIF23 сақинасы орналасқан. Осылайша гаплоидты жасушалар толық диплоидты геномның барлық өнімдерімен қамтамасыз етіледі. Мысалы, Y хромосомасын тасымалдайтын сперматозоидтар X хромосомасындағы гендермен кодталған қажетті молекулалармен қамтамасыз етіледі. Жыныс жасушаларының көбеюі мен дифференциациясының табысы, сондай-ақ жыныс жасушаларының дамуы мен бағдарламаланған жасушалардың өлімі арасындағы тепе-теңдікпен де қамтамасыз етіледі. «Өлімді іске қосатын сигналдарды» және сәйкес рецепторлы ақуыздарды анықтау еркектердің ұрықтандыру әлеуеті үшін маңызды. Жыныс жасушаларындағы апоптоз әртүрлі табиғи токсикалық заттармен шақырылуы мүмкін. 2-отбасыға жататын рецепторлар, өте улы алкалоидтарды қоса алғанда, ащы заттарды анықтауға маманданған. Дәм рецепторлары еркектердің репродуктивті тіндеріндегі апоптозды бақылауда функционалдық рөл атқарады.

Мутация және ДНК жөндеу

Егеуқұйрықтарда сперматогенездің әртүрлі кезеңдеріндегі жасушалардың мутация жиілігі аналық герм клеткаларындағыдай, яғни соматикалық жасушалардағы мутация жиілігінен 5-10 есе төмен. Сперматогенез кезінде мутация жиілігі жас өскен сайын артады.

Аурулар

Жыныс жасушаларының ісігі – кез келген жастағы адамдарға әсер ететін сирек кездесетін қатерлі ісік. 2018 жылғы мәліметтер бойынша, жыныс жасушаларының ісігі 0-19 жастағы балалар мен жасөспірімдердегі барлық қатерлі ісіктердің 3% құрайды. Бұл ісіктер көбінесе жыныс бездерінде орналасады, бірақ іш қуысы, кіші кеңсе, медиастинум немесе мида да пайда болуы мүмкін. Жыныс бездеріне қарай жылжыған жыныс жасушалары көздеген жеріне жетпеуі мүмкін, сонда олар қай жерге тоқтаса, сол жерде ісік өседі, бірақ оның нақты себебі әлі белгісіз. Бұл ісіктер қатерлі немесе қатерсіз болуы мүмкін. Жыныс безіне жеткенде, дұрыс дифференциацияланбаған бастапқы жыныс жасушалары егеуқұйрық модельде жұмыртқалық немесе ұрықшалық ісікті тудыруы мүмкін.

Эволюциялық дифференциация

Белгілі бір жасушалардың герм жасушаларына дифференциациялануын іске қосудың көптеген қолданыс салалары бар. Индуцирленген дифференциацияның бір маңызды салдары – еркек және әйел факторларына байланысты туындаған сүйексіздікті жою мүмкіндігі. Бұдан әрі, егер әйел жасушаларынан сперматозоидтар немесе еркек жасушаларынан жұмыртқа жасушалары жасалса, бір жынысты жұбайлардың биологиялық балалары болуына мүмкіндік туады. Тері және эмбриондық дің жасушаларынан сперматозоидтар мен жұмыртқа жасушаларын жасау жөніндегі алғашқы зерттеулерді Киото университетіндегі Хаяши және Сайтоудың зерттеу тобы жүргізді. Бұл зерттеушілер эмбриондық дің жасушаларынан (ESC) және тері жасушаларынан бастапқы герм жасушаларына ұқсас жасушаларды (PGLC) *in vitro* жағдайында өндірді. Хаяши және Сайтоу тобы нақты уақыт пен сүйек морфогенетикалық белок 4 (Bmp4) пайдалану арқылы эмбриондық дің жасушаларының герм жасушаларына дифференциациялануын қамтамасыз ете алды. Эмбриондық дің жасушаларымен жұмыс істегеннен кейін, топ индуцирленген плюрипотентті дің жасушаларының (iPSC) PGLC-ге дифференциациялануын да сәтті іске қоса алды. Осы бастапқы герм жасушаларына ұқсас жасушалар кейін сперматозоидтар мен жұмыртқа жасушаларын жасау үшін қолданылды. Адам жасушаларымен жұмыс істеу әлі де дамымай келеді, себебі бұл тәжірибелерде пайда болған герм жасушалары әрқашан тірі бола бермейді. Шындығында, Хаяши және Сайтоу әдісі қазіргі *in vitro* ұрықтандыру әдістеріне қарағанда үш еседей аз тиімді, және алынған герм жасушалары әрқашан функционалды болып шықпайды. Сонымен қатар, индуцирленген герм жасушалары табиғи герм жасушаларына қарағанда тиімділігі төмен, сонымен-ақ iPSC немесе ESC жасушаларынан герм жасушаларына дифференциацияланғанда эпигенетикалық маркерлерін жоюда да нашар нәтижелер көрсетеді. Герм жасушаларының индуцирленген дифференциациясының басқа да қолданыс салалары бар. Тағы бір зерттеуде митотикалық белсенділігі төмендетілген шошқаның жұмыртқалық фибробластарында (POF) адам эмбриондық дің жасушаларын өсірудің герм жасушаларына дифференциациялануға себеп болатыны, ген экспрессиясының талдауы арқылы дәлелденді.