Ny forskning avslöjar att genetiska mutationer i mäns sperma, som kan leda till sjukdomar hos avkomman, ökar med åldern på grund av evolutionär selektion inom testiklarna. Forskare använde avancerad sekvensering för att analysera sperma från 81 män i åldrarna 24 till 75 år och fann att skadliga mutationer påverkar 2 procent av sperman hos män i tidiga 30-årsåldern men stiger till 4,5 procent hos 70-åringar. Resultaten, publicerade den 8 oktober i Nature, belyser risker för framtida generationer.
I en studie publicerad den 8 oktober i Nature undersökte forskare från Wellcome Sanger Institute och TwinsUK-studien vid King's College London hur DNA-mutationer ackumuleras i sperma när män åldras. Med hjälp av NanoSeq, en precis DNA-sekvenseringsteknik, analyserade teamet prover från 81 friska män i åldrarna 24 till 75 år, tagna från Storbritanniens största register för vuxna tvillingar.
Data visade att cirka 2 procent av sperman från män i tidiga 30-årsåldern bar sjukdomsorsakande mutationer. Denna andel steg till 3–5 procent hos män i åldrarna 43 till 74 år och nådde 4,5 procent bland 70-åringar. Istället för slumpmässig ackumulering beror ökningen på naturligt urval i testiklarna, där vissa mutationer ger en reproduktiv fördel till spermceller.
Forskare identifierade 40 gener under denna selektiva press, många associerade med neuro-utvecklingsstörningar hos barn och ärftliga cancer risker. Tre av dessa gener var kända sedan tidigare, men studien utökar förståelsen för hur mutationer i gener för celltillväxt och utveckling favoriseras.
En kompletterande studie i samma tidskrift, som analyserade DNA från över 54 000 förälder-barn-trior och 800 000 friska individer, bekräftade över 30 liknande gener. Dessa mutationer kan öka spermamutationsfrekvensen med cirka 500 gånger och förklarar vissa sällsynta genetiska störningar hos barn vars föräldrar saknar mutationerna på andra ställen i sitt DNA.
Dr. Matthew Neville, försteförfattare från Wellcome Sanger Institute, sa: "Vi förväntade oss att hitta vissa bevis för selektion som formar mutationer i sperma. Det som förvånade oss var hur mycket det driver upp antalet sperma som bär mutationer kopplade till allvarliga sjukdomar."
Professor Matt Hurles, institutets direktör, noterade: "Våra resultat avslöjar en dold genetisk risk som ökar med faderns ålder. Vissa förändringar i DNA överlever inte bara utan frodas inom testiklarna, vilket innebär att fäder som får barn senare i livet kan ovetande ha en högre risk att föra över en skadlig mutation till sina barn."
Professor Kerrin Small, vetenskaplig direktör för TwinsUK, betonade kohortens värde: "Vi är oerhört tacksamma mot tvillingarna som deltog i denna studie. Genom att arbeta med TwinsUK-kohorten kunde vi inkludera värdefulla longitudinella prover kopplade till rik hälso- och genetikinformation."
Dr. Raheleh Rahbari, seniorförfattare, tillade: "Det finns en vanlig antagande att eftersom den germinala linjen har en låg mutationshastighet är den väl skyddad. Men i verkligheten är den manliga germinala linjen en dynamisk miljö där naturligt urval kan gynna skadliga mutationer, ibland med konsekvenser för nästa generation."
Forskningen öppnar vägar för att bedöma reproduktiva risker och utforska miljöpåverkan på genetisk hälsa över generationer, även om fler studier behövs om effekter som missfall eller barns hälsoutfall.