Υπάρχει γενετικός διακόπτης για το υγιές ανδρικό σπέρμα;

0

Όταν πρόκειται για την ανδρική αναπαραγωγική γονιμότητα, ο συγχρονισμός είναι το παν. Τώρα οι επιστήμονες βρίσκουν νέες λεπτομέρειες για το πώς η διακοπή αυτού του συγχρονισμού μπορεί να συμβάλει στην ανδρική υπογονιμότητα.

Οι ερευνητές στο Ιατρικό Κέντρο Νοσοκομείου Παιδιών του Cincinnati αναφέρουν στο Genes & Development την αναγνώριση του βασικού μοριακού και γενετικού διακόπτη που ενεργοποιεί την παραγωγή του υγιούς ανδρικού σπέρματος, αλλά μόνο όταν είναι σωστός ο χρόνος.

Ο μηχανισμός αφορά ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που ονομάζεται Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1). Οι ερευνητές διαπίστωσαν με έκπληξη ότι η PRC1 ενεργοποιεί ειδικά τα γονίδια της βλαστικής γραμμής και την παραγωγή υγιούς σπέρματος.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν γεννιούνται αρσενικά θηλαστικά, όπως οι άνθρωποι και τα ποντίκια, γεννιούνται με όλα τα αναπαραγωγικά κύτταρα της βλαστικής σειράς (συμπεριλαμβανομένης της κληρονομούμενης γενετικής) που χρειάζονται για να βοηθήσουν στην παραγωγή υγιών γόνιμων σπερματοζωαρίων και απογόνων. Αλλά το σπέρμα δεν είναι γόνιμο κατά τη βρεφική ηλικία ή την παιδική ηλικία. Όπως αναφέρεται και στο όνομά του με τον όρο “κατασταλτικό”, το σύμπλεγμα PRC1 καταστέλλει επίσης συγκεκριμένα γονίδια και ενεργοποιεί την παραγωγή γόνιμων σπερματοζωαρίων μέχρις ότου ένα άτομο να φτάσει στην αναπαραγωγική ηλικία.

Οι ερευνητές δείχνουν στην τρέχουσα μελέτη τους ότι όταν τα ποντίκια φθάνουν στην αναπαραγωγική ηλικία, αλλάζει το σύμπλεγμα πρωτεϊνών PRC1. Εκκρίνει αναπαραγωγικά γονιδιακά συστατικά γονιδίων που εμποδίζουν την παραγωγή γόνιμων σπερματοζωαρίων και υποκατάστατα σε ένα συστατικό (Sall4) που ξεκινά τη σπερματογένεση – την παραγωγή γόνιμου σπέρματος.

“Μια μακροχρόνια ερώτηση είναι πώς τα αναπαραγωγικά γενετικά γονίδια ενεργοποιούνται με έναν ακριβή και έγκαιρο τρόπο. Η μελέτη μας απαντά σε αυτό το θεμελιώδες ερώτημα εντοπίζοντας ένα νέο επιγενετικό μηχανισμό που κατευθύνει την έγκαιρη ενεργοποίηση της σπερματογένεσης”, δήλωσε ο Satoshi Namekawa, PhD, μέλος της Διεύθυνσης Αναπαραγωγικών Επιστημών στο Περιφερειακό Ινστιτούτο Παιδιών του Cincinnati. “Αυτό έχει πολύ μεγάλη επίδραση επειδή διαπιστώσαμε ότι αυτός ο καταστολέας της παραγωγής σπέρματος, το σύμπλεγμα PRC1, έχει μια νέα λειτουργία προωθώντας την ενεργοποίηση γονιδίων για την παραγωγή σπέρματος, όταν έρθει η ώρα”.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν επίσης ότι όταν απαλείφεται το PRC1, όπως σε αρσενικά διαγονιδιακά ποντίκια που δεν εκφράζουν το PRC1, τα ζώα έχουν μικρότερους όρχεις και δεν είναι σε θέση να παράγουν υγιή σπέρματα ή απογόνους. Οι ερευνητές πρέπει ακόμα να μάθουν με ακρίβεια πώς και γιατί το PRC1 αλλάζει τον ρόλο του από καταστολέας σπέρματος σε ενεργοποιητής.

Ενδιαφέρουσες μελλοντικές ερωτήσεις

Η τρέχουσα μελέτη ανοίγει την πόρτα για ενδιαφέρουσες νέες ερωτήσεις σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο τρόπος ζωής ή άλλοι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν τις αναπαραγωγικές ικανότητες του αρσενικού μέσω επιγενετικών παραγόντων, ή πώς οι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να ενεργοποιήσουν ή να απενεργοποιήσουν τα γονίδια στο σώμα. Τα ευρήματα παρέχουν επίσης την ευκαιρία να καθοριστεί εάν το PRC1 ή ένας από τους γενετικούς / μοριακούς εταίρους της (όπως το Sall4) μπορεί να είναι χρήσιμοι ως κλινικοί βιοδείκτες για την ανδρική υπογονιμότητα.

Οι διαταραχές ή οι επιγενετικές αλλαγές στα κύτταρα της αναπαραγωγικής γενεαλογίας κάποιου ατόμου μπορούν να μεταφερθούν σε επόμενες γενεές απογόνων.