Ovocné mušky, velké jako sezamové semínko, mají spermie dlouhé 2 milimetry. Vědci odhalili, jak je skladují.

Ovocné mušky druhu Drosophila melanogaster, které měří v dospělosti pouhé dva milimetry (zhruba jako sezamové semínko), produkují spermie, jež mohou být stejně dlouhé.

Tým vědců z City University of Hong Kong (CityUHK) ve spolupráci s Curyšskou univerzitou poprvé detailně zmapoval, jak v různých oblastech ledvin funguje protein Klotho, známý jako „protein dlouhověkosti“. Tento objev objasňuje dlouhodobé vědecké nejasnosti ohledně jeho fyziologických rolí a otevírá nové možnosti pro léčbu chronických onemocnění ledvin a poruch minerálního metabolismu kostí.

Protein Klotho, primárně produkovaný ledvinami, je dlouhodobě považován za klíčový faktor pro udržení mládí a celkového zdraví. Až dosud však nebyly jasné jeho specifické funkce v jednotlivých segmentech nefronu, základní funkční jednotky ledvin. Studie publikovaná v časopise Kidney International ukazuje s nebývalou přesností, že různé segmenty ledvinových tubulů plní zásadně odlišné aspekty biologie Klotho.

Výzkumný tým, vedený profesorem Ganeshem Patharem z CityUHK a profesorem Johannesem Loffingem z Curyšské univerzity, využil sekvenování RNA jednotlivých buněk k prokázání nerovnoměrného rozložení Klotho v distálním tubulu (DC) nefronu. Jeho exprese byla výrazně obohacena v pozdní části DC ve srovnání s časnou částí. Na základě tohoto zjištění byly vytvořeny cílené myší modely, které selektivně vyřadily Klotho v konkrétních segmentech nefronu, což umožnilo sledovat ledvinový původ rozpustné formy proteinu Klotho (sKlotho).

Pomocí tří modelů s vyřazením Klotho specificky v DC vědci zjistili, že přibližně 80 % sKlotho vylučovaného močí pochází z pozdní části DC, zatímco zbývajících 20 % z časné části. Zajímavé je, že když bylo Klotho odstraněno pouze z DC, myši si udržely normální hladiny sKlotho v séru a homeostázu fosfátů, ale vyvinula se u nich výrazná hyperkalciurie (zvýšené vylučování vápníku močí) a značné snížení hustoty kostních minerálů. To odhalilo dosud nepoznanou roli Klotho pocházejícího z DC v regulaci metabolismu vápníku v ledvinách a integrity kostí. Molekulární analýzy ukázaly, že v nepřítomnosti Klotho v DC došlo k výraznému snížení exprese několika klíčových genů pro reabsorpci vápníku a k potlačení signální dráhy MAPK.

Pro objasnění role Klotho v proximálním tubulu (PT) byl vytvořen další model, ve kterém bylo Klotho vyřazeno napříč PT i DC. Tento model přinesl zásadně odlišné výsledky: myši rychle vyvinuly závažnou retenci fosfátů, dramatické zvýšení FGF23, nedetekovatelné hladiny sKlotho v séru i moči a progresivní úbytek hmotnosti. Tyto výsledky ostře kontrastují s vyřazením pouze v DC a potvrzují, že PT – nikoli DC – je kritickým místem, kde Klotho udržuje systémovou rovnováhu fosfátů, zabraňuje fenotypům podobným stárnutí a pravděpodobně přispívá k většině cirkulujícího sKlotho. Studie také vyvrací dlouhodobou hypotézu, že sKlotho vylučované z DC by mohlo působit parakrinně v PT a regulovat reabsorpci fosfátů.