Дослідники розгадали код чоловічої фертильності

Кожна клітина містить у своїй ДНК набір інструкцій, які визначають, які гени будуть експресуватися, а які будуть пригнічені. Правильне програмування так званих епігенетичних програм, включаючи метилювання ДНК, є важливим для запліднення та розвитку.

Команда дослідників з Мюнстерського університету вперше визначила програму метилювання ДНК, що лежить в основі процесу вироблення сперматозоїдів (сперматогенезу) у людей. Вони виявили, що під час сперматогенезу весь геном перепрограмовується. Більше того, під час аналізу клітин безплідних чоловіків вони виявили, що певні ділянки геному були запрограмовані неправильно, що виявило нову потенційну причину чоловічого безпліддя.

Код розшифровано, принаймні той, що призводить до вироблення сперматозоїдів у людей. Для успішного проведення цього процесу задіяним генам потрібні «інструкції». Іншими словами, для того, щоб зародкова лінія могла генерувати сперматозоїди в процесі сперматогенезу, у ДНК необхідно встановити певні хімічні шаблони.

Дослідницька група під керівництвом доктора Сандри Лаурентіно та професора Ніни Нойхаус з Центру репродуктивної медицини та андрології (CeRA) медичного факультету Мюнстерського університету виявила конкретні інструкції, що стоять за цим. Більше того, мюнстерські дослідники також виявили нову можливу причину чоловічого безпліддя, що ґрунтується на неправильній регуляції геному. Ці висновки були опубліковані в Американському журналі генетики людини.

Трансляційне дослідження, яке очолювали біохімік Лаурентіно та біолог Нойхаус, було зосереджено на метилюванні ДНК – типі хімічної модифікації в ДНК, що регулює гени. Воно формує своєрідну комп’ютерну програму, в якій гени в різних клітинах «вмикаються та вимикаються», щоб забезпечити прогрес сперматогенезу.

Яєчко, де відбувається вироблення сперматозоїдів, є дуже складною тканиною, пояснює доктор Лаурентіно. Саме тому «інструкції» для сперматогенезу досі залишаються невідомими.

Дослідницька група досягла прориву разом з колегами з Інституту молекулярної біомедицини імені Макса Планка в Мюнстері, який зараз знаходиться в Імперському коледжі Лондона, коли знайшла спосіб відокремити клітини, що виробляють сперматозоїди, від решти тканини яєчок.

Використовуючи складні методи секвенування, команда змогла розшифрувати код фертильності – важливу віху в епігенетиці, дисципліні, яка займається потенційно спадковими модифікаціями, що регулюють активність генів.

Несподіваним та цікавим відкриттям дослідження стало відкриття команди, що код не функціонує належним чином у чоловіків, які страждають від надзвичайно низького рівня вироблення сперми, що технічно називається криптозооспермією. Це розкриває раніше невідому причину чоловічого безпліддя та пропонує нові терапевтичні підходи, які потребують подальших досліджень.