Дослідники зламали код чоловічої фертильності

Кожна клітина містить у своїй ДНК набір інструкцій, які визначають, які гени будуть експресуватися, а які – мовчати. Правильне програмування так званих епігенетичних програм, у тому числі метилювання ДНК, має важливе значення для запліднення та розвитку.

Команда дослідників з Університету Мюнстера вперше визначила програму метилювання ДНК, яка лежить в основі процесу виробництва сперми (сперматогенезу) у людей. Вони виявили, що під час сперматогенезу відбувається перепрограмування всього геному. Більше того, коли вони проаналізували клітини безплідних чоловіків, вони виявили, що певні ділянки геному були неправильно запрограмовані, що виявило нову потенційну причину чоловічого безпліддя.

Код зламано, принаймні той, який призводить до виробництва сперми в людей. Щоб успішно завершити цей процес, задіяні в ньому гени потребують «інструкцій». Іншими словами, для того, щоб зародкова лінія генерувала сперматозоїди в процесі сперматогенезу, у ДНК мають бути встановлені певні хімічні моделі.

Дослідницька група під керівництвом доктора Сандри Лаурентіно та професора Ніни Нойгауз із Центру репродуктивної медицини та андрології (CeRA) на медичному факультеті Університету Мюнстера тепер виявила конкретні інструкції, що стоять за цим. Крім того, дослідники з Мюнстера також виявили нову можливу причину чоловічого безпліддя, засновану на геномній неправильній регуляції. Ці результати були опубліковані в American Journal of Human Genetics.

Трансляційне дослідження під керівництвом біохіміка Лаурентіно та біолога Нойгауза було зосереджено на метилюванні ДНК, типі хімічної модифікації ДНК, яка регулює гени. Це утворює своєрідну комп’ютерну програму, у якій гени різних клітин «вмикаються та вимикаються», щоб забезпечити прогрес сперматогенезу.

Яєчко, де відбувається вироблення сперми, є дуже складною тканиною, пояснює доктор Лаурентіно. Ось чому «інструкції» сперматогенезу досі залишалися невідомими.

Дослідницька група досягла прориву разом із колегами з Інституту молекулярної біомедицини Макса Планка в Мюнстері, який зараз знаходиться в Імперському коледжі Лондона, коли вони знайшли спосіб відокремити клітини, що виробляють сперму, від решти тканини яєчка.

Використовуючи складні методи секвенування, команда змогла зламати код фертильності — віху в епігенетиці, дисципліні, яка має справу з потенційно спадковими модифікаціями, які регулюють активність генів.

Дивним та інтригуючим результатом дослідження стало відкриття дослідницької групи про те, що код не працює належним чином у чоловіків, які страждають від надзвичайно низького рівня вироблення сперми, який технічно називається криптозооспермією. Це виявило раніше невідому причину чоловічого безпліддя та передбачає нові терапевтичні підходи, які потребують подальших досліджень.