Απώλεια γονιδίου Y και γονιμότητα
Μια πρόσφατη μελέτη που διεξήχθη στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Μάνοα, από ερευνητές της Σχολής Ιατρικής John A. Burns (JABSOM), αποκάλυψε ότι η απώλεια ενός κρίσιμου γονιδίου που σχετίζεται με τη γονιμότητα στους άνδρες οδηγεί σε στειρότητα και επηρεάζει την έκφραση εκατοντάδων άλλων σημαντικών γονιδίων.
Η έρευνα και τα ευρήματα
Η μελέτη, υπό την καθοδήγηση της Καθηγήτριας Δρ. Μόνικα Γουόρντ από το Τμήμα Ανατομίας, Βιοχημείας και Φυσιολογίας, καθώς και από το Ινστιτούτο Έρευνας Βιογένεσης Yanagimachi (YIBR), εστίασε σε ένα γονίδιο που κωδικοποιείται στο χρωμόσωμα Y, γνωστό ως Zfy. Αυτό το γονίδιο, που υπάρχει και στα ποντίκια και στους ανθρώπους, θεωρείται παράγοντας γονιμότητας στους άνδρες. Στα ποντίκια, το Zfy υπάρχει σε δύο αντίγραφα, τα Zfy1 και Zfy2.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνική CRISPR-Cas9 για να δημιουργήσουν ποντίκια knockout που έλειπαν το Zfy1, το Zfy2 και τα δύο γονίδια, γνωστά ως Zfy DKO (διπλό knockout Zfy). Παρατήρησαν ότι οι αρσενικοί Zfy DKO ήταν εντελώς στείροι και παρουσίαζαν σοβαρές ανωμαλίες στα σπερματοζωάρια τους. Στις πιο σοβαρές περιπτώσεις, οι Zfy DKO αρσενικοί δεν μπορούσαν να παράγουν καθόλου σπέρμα. Αυτά τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν το 2022 στο περιοδικό Biology of Reproduction.
Εφαρμογές και μελλοντικές προοπτικές
Η ομάδα στη συνέχεια χρησιμοποίησε τεχνολογίες υποβοηθούμενης αναπαραγωγής (ART) για να παράγει περισσότερους στείρους Zfy DKO αρσενικούς προκειμένου να συνεχίσουν τις έρευνες. Χρησιμοποίησαν τις τεχνικές ενδοκυτταρικής έγχυσης σπερματοζωαρίων (ICSI) και έγχυσης σπερματοειδών (ROSI), που έχουν αναπτυχθεί στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης από τον ιδρυτή του YIBR, Ρυζό Γιναγκιμάτσι. Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 27 Αυγούστου στο περιοδικό Cell Death and Differentiation, η ομάδα παρουσίασε τις μοριακές συνέπειες της απώλειας του Zfy.
Οι ερευνητές απέδειξαν ότι χωρίς το Zfy, εκατοντάδες γονίδια γίνονται απορυθμισμένα, εκφραζόμενα είτε υπερβολικά είτε πολύ αδύναμα. Μεταξύ αυτών των γονιδίων είναι εκείνα που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή σπέρματος, την οργάνωση και την συσκευασία του DNA, καθώς και για τον θάνατο των κυττάρων. Η ομάδα συνέδεσε την απορύθμιση αυτών των γονιδίων με αλλαγές στους όρχεις και τα σπερματοζωάρια. Διαπίστωσαν ότι τα πρόδρομα κύτταρα σπέρματος στους όρχεις πέθαιναν πρόωρα και ότι το σπέρμα, αν παραγόταν, είχε DNA που δεν ήταν σωστά συμπυκνωμένο και, ως εκ τούτου, ευάλωτο σε βλάβες.
Αυτή η εργασία προχωρά τη γνώση μας σχετικά με το πώς λειτουργεί το σημαντικό γονίδιο Zfy. Εντοπίσαμε διαδρόμους και άλλα γονίδια που επηρεάζονται και τώρα μπορούμε να μελετήσουμε πώς ακριβώς το Zfy τα ρυθμίζει.
