ويواجه واحد من كل ثمانية أزواج صعوبة في الحمل ، وفي حوالي 25 في المائة من هذه الحالات ، تكمن المشكلة الأساسية في عقم الذكور. وقد عزت البحوث على مدى السنوات العشر الماضية هذا العقم إلى الحيوانات المنوية المعيبة التي لا “تطرد” هيستونات من الحمض النووي أثناء التطوير. الهستونات هي البروتينات في لونين أن حزمة الحمض النووي تبديل الجينات على نحو متقطع ، واستبدالها أصغر بكثير من البروتينات يسمى protamines التي هي قادرة على حزمة الحمض النووي في الحيوانات المنوية بشكل صحيح.
غير أن الباحثين لم يفهموا تماما الآليات التي يقوم عليها هذا الإخلاء أو أين تحدث بالضبط في الحمض النووي للحيوانات المنوية.
الآن بين الطب الباحثين اسي Luense شيلي بيرغر ، دانيال Och استخدمت جديدة الجينوم على نطاق تسلسل الحمض النووي التقنيات للعثور على وجه التحديد حيث الهستونات يتم الاحتفاظ في الجينوم وتحديد هامة جين يسمى Gcn5 الذي ينظم هذه العملية.
ثم المهندسة نموذج الفأر مع نسخة متحولة من Gcn5 التي مكنتهم من مراقبة عن كثب من العيوب من المرحلة المبكرة من الحيوانات المنوية التنمية من خلال الإخصاب وما بعده.
تطور هام
هذا التطور المهم أن تحسن ليس فقط فهم العقم عند الذكور و الطرق المحتملة إلى عكس ذلك ولكن أيضا جينية الطفرات التي قد تنتقل إلى الجنين من الذكور.
علم الغدة الدرقية ، التغيرات الوجيهة في الجينوم التي لا يتم تشفيرها بواسطة الحمض النووي ، تؤثر بقوة على كيفية تشكيل الحيوانات المنوية. “بالنسبة للرجال الذين لديهم عقم غير مفسر ، كل شيء قد تبدو طبيعية في الأطباء: عدد السائل المنوي العادي ، العقم العادي. ومع ذلك لا تزال لديهم مشاكل في الحمل ، ” يقول الكاتب الأول لونس.
Luense يقول أحد التفسيرات المحتملة هو الهستونات يجري في المكان الخطأ التي قد تؤثر على الحيوانات المنوية ومن ثم التنمية في وقت مبكر: “الآن لدينا نموذج جيد لدراسة ما يحدث عندما لا تحصل على التخلص من الهستونات بشكل مناسب في الحيوانات المنوية و ما الذي قد يبدو في الجنين.”
نظرا التفاهم التي احتفظت الهستونات تؤثر في الخصوبة و التطور الجنيني العلماء المهتمين في تحديد الجينوم المواقع بحيث أنها يمكن أن تستخدم في البحوث المستقبلية في نهاية المطاف تطوير العلاجات.
وقد أسفرت البحوث السابقة عن نتائج متضاربة.
وقد أسفرت الدراسات السابقة عن نتائج متضاربة. بعض البحوث باستخدام تقنية تسمى MNase التسلسل قرر موقع الاحتفاظ الهستونات على أهمية الجينات promotors ، في حين البحثية الأخرى باستخدام نفس الأداة ، وقد حددت لهم في الحمض النووي يكرر في ما يسمى “جين الصحاري” أين هم أقل المشاركة في التنظيم.
تشير الدراسة الحالية إلى أن كلا النموذجين صحيحان
هذه البيانات المتباينة أدت إلى خلاف بين الباحثين في هذا المجال ، يقول Luense. غير أن الدراسة الحالية تشير إلى أن كلا النموذجين الموصوفين صحيحان في الواقع.
نجد الأنسجة على الجينات التي تبدو مهمة لتطوير الأجنة ، ولكننا نجدها أيضا في العناصر المتكررة ، الأماكن التي تحتاج إلى إيقاف ومنع التعبير عن هذه المناطق في الجنين والتلقيح الصناعى .”
Penn Medicine researcher, Lacey Luense
قصص ذات صلة
الجين البدائي في النساء يعزز العقم
وتوفر الدراسات الجديدة رؤى ثاقبة عن عمليات عبور الحمض النووي في خلايا البيض والحيوانات المنوية.
اكتشف الباحثون جينات جديدة متورطة في إصلاح أضرار الحمض النووي وخصوبة الذكور
وبالنسبة للدراسة ، استخدم الفريق تكنولوجيا أحدث وأسرع وأكثر دقة تسمى تسلسل آتاك لتتبع الأنسجة في مواقع فريدة عبر الجينوم خلال المراحل المبكرة والأخيرة من تطور الحيوانات المنوية في الفئران. ويمكن لهذا النهج أن يحدد المناطق الجينومية حيث يتم الاحتفاظ بالهيستونات ثم قطع ووسم ذلك الحمض النووي بحيث يمكن تسلسله.
وجد الباحثون أن الفئران المهندسة لتحور Gcn5 لديها خصوبة منخفضة جدا. كما وجدوا أن الأنسجة المحتفظ بها في الحيوانات المنوية السليمة ترتبط مع وضع الأنسجة في الأجنة المبكرة جدا ، الذي يدعم التفكير أن المعلومات التخللية يتم تمريرها من قبل الأنسجة الأبوية.
فرصة للتحقيق في العلاجات المحتملة
باستخدام متحولة نموذج الباحثون أن الدراسة بالتفصيل الآليات الكامنة وراء المعيبة الحيوانات المنوية مسار و ما تأثير ذلك على التطور الجنيني. كما أنه يتيح فرصة للتحقيق في الأهداف العلاجية المحتملة.
بيرغر ، حاليا ، عبء التلقيح الاصطناعي وغيرها من ساعد-التقنيات الإنجابية يقع على المرأة حتى لو كان العقم يرجع إلى عوامل الذكور ، فإنه لا يزال من النساء الذين لديهم للذهاب من خلال حقن هرمون والإجراءات.
“الآن تخيل أن تكون قادرا على تطبيق العلاجات التخلقية لتغيير مستويات الأنسجة والبروتين في الذكور قبل تولد الأجنة ؟ “تقول. “هذا أحد الأسئلة التي نريد استكشافها ، وهذا النموذج سيسمح لنا بالتحرك نحو ذلك الاتجاه.”
يقول الفريق أن القيود على الأجنة البشرية أدت إلى نقص في البحوث الشاملة عن العقم ودور البئر في التطور الجنيني ، مما يبرز أهمية الدراسات حقن مجهري مثل هذا.
“هناك الكثير من العوامل المختلفة التي يمكن أن تغير الحيوانات المنوية epigenome: النظام الغذائي, المخدرات, الكحول, على سبيل المثال,” يقول Luense. “لقد بدأنا للتو نفهم كيف يمكن أن يؤثر ذلك على الطفل ويؤثر على التنمية. هذه الدراسات الأولية والأساسية التي نقوم بها حرجة ، حتى نتمكن من فهم أفضل ما يقود هذه الطفرات الحركية .”
سالي روبرتسون