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男性不育再次发生的机制,表观遗传学的变异是如何从雄性生殖细胞


本文摘要:在文章中,研究人员利用Gcn5基因突变的鼠标模型进行研究,有助于从精子发育初期到受精卵等阶段密切跟踪精子的缺失状况,这一步非常重要,可以协助研究人员理解男性不育再次发生的机制,表观遗传学的变异是如何从雄性生殖细胞传递到胚胎的表观遗传因素是在DNA中编码的类似因素,影响有机体的遗传特性,在精子和卵子构成过程中发挥着重要作用的研究者ShelleyL。

每8对夫妇中就有1对不存在生育困难的问题,其中约4分之1的原因是由未知原因的男性不育引起的,过去10年,研究人员发现男性不育和不足的精子在发育过程中不能从DNA中驱逐蛋白,其背后的机制和精子DNA中再次发生的事情不知道,现在的研究人员不正确。最近,在国际杂志Developmental、Cell上发表的研究报告书中,宾夕法尼亚大学的科学家们通过研究,利用新的全基因组DNA序列工具,不知道这些逗留的组蛋白的正确遗传,同时也找到了调组蛋白的重要基因。

研究

在文章中,研究人员利用Gcn5基因突变的鼠标模型进行研究,有助于从精子发育初期到受精卵等阶段密切跟踪精子的缺失状况,这一步非常重要,可以协助研究人员理解男性不育再次发生的机制,表观遗传学的变异是如何从雄性生殖细胞传递到胚胎的表观遗传因素是在DNA中编码的类似因素,影响有机体的遗传特性,在精子和卵子构成过程中发挥着重要作用的研究者ShelleyL。Berger博士表示,对于未知原因不育的男性来说,医生明显一切都是长期的,包括精子数量、运动等,但确实没有生育问题。这个问题的说明之一是不知道错误,不影响精子和早期发育。

现在研究人员开发了新模型,利用这个模型,研究人员可以正确观察精子中的蛋白质清扫时会发生什么,对胚胎有什么影响等。健康的精子不会失去90%-95%的组蛋白(组蛋白时染色质的主要蛋白质,负责管理复盖DNA,打开或重新开始基因的传达),然后利用精蛋白代替组蛋白,精蛋白是小型蛋白,考虑到能够正确地将DNA复盖到微小的精子中的组蛋白在不育症和胚胎发育过程中的发展,研究者对确认组蛋白非常感兴趣在该研究中,研究人员利用命名为MNase序列的新技术进行研究,该技术利用酶胆反应确认逗留的蛋白在最重要的基因启动子上的具体位置。其他利用完全相同方法的研究发现,组蛋白不存在于DNA的重复序列中,放置在所谓的基因沙漠中,组蛋白充分发挥的调节作用很小。

研究人员Luense表示,目前正在试图解读这些差异数据,研究人员没有一定的争论。在这项研究中,我们发现以前提到的模型是正确的,我们在对胚胎发育最重要的基因找到了蛋白质,同时也找到了蛋白质位于重复的部件。

这些位置必须重新开放,以免这些基因区域在胚胎中传播。之后,研究人员利用更准确的序列技术-ATAC序列技术跟踪鼠精发育初期和末期基因组上相似位置的组蛋白波,该技术可以识别基因组中对外开放和堵塞的区域,然后切断DNA并标记在研究Gcn5基因突变的鼠标模型后,研究人员发现这些鼠标的生育水平低,长时间停留在鼠标精子中的蛋白质与早期胚胎中的蛋白质的方向有关,这反对了自己原来的蛋白质转移性表观遗传信息不会遗传给下一代的这种变异模型,也许可以为研究人员获得研究变异精子轨迹背后的分子机制,对胚胎发育没有什么影响研究者Berger表示,现在试管婴儿和其他辅助生殖技术的费用落在女性身上,男性因素可能也很重要。

例如,在胚胎再次发生之前,可以用表观遗传学疗法改变男性精子的组蛋白和精蛋白水平吗?这可能是研究者下一步要探索的问题。现在有很多表观遗传学药物可以化疗癌症和其他疾病,考虑到这个机制,利用这些药物处理精子减少对蛋白质的驱逐可能有一点后期的深入研究。目前,科学家们在人类胚胎研究中面临的局限性对不育症的研究和父母的表观基因组对胚胎发育的影响可能特别强调了这样的研究的重要性。

最后,研究者Luense表示,有很多不同的因素不会改变精子的表观基因组,包括饮食、药物、酒精等。现在我们必须深入研究解读这些因素影响胚胎发育。

这些基础研究非常重要,将来有助于解读驱动表观遗传变异的分子机制和原因。


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