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男性不育症相关基因(男性不育症最新研究进展)

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  • 2022-10-17
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男性不育症相关基因(男性不育症最新研究进展)

 

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减数分裂是细胞分裂的一种特殊形式,它发生在卵巢和睾丸中,通过将染色体数目减少到原来的一半产生卵子和精子。减数分裂完成后,DNA继续高度浓缩,并经历主要的形态变化,这是精子的发生特征。上述过程使许多在精子减数分裂过程中活跃的基因表达失活。

上述问题与生殖医学直接相关,会导致男性不育,但精子发生过程中参与减数分裂的基因表达失活机制尚未阐明。

近日,日本研究人员发表于《自然—通讯》的一项研究,发现了一种控制精子发生过程中减数分裂的新基因。这可能推动生殖医学的进步,比如确定无精子症或生精缺陷导致不孕的原因。

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此前,熊本大学分子胚胎学和遗传学研究所(IMEG)教授Kei-Ichiro Ishiguro的研究小组发现了一种MEIOSIN基因,后者能够启动减数分裂,并同时激活数百个参与精子和卵子形成的基因。MEIOSIN控制下的许多基因的功能尚不清楚。为了确定其功能,研究人员选择了ZFP541基因进行详细分析。

通过基因编辑消除小鼠ZFP541基因的功能,雄性生殖细胞开始减数分裂,但该生殖细胞在这一过程中死亡,从而难以产生精子,导致不育。对小鼠睾丸的详细分析表明,ZFP541基因在减数分裂的调节中起重要作用,是参与精子产生的重要基因。

此外,ZFP541在减数分裂前期晚些时间表达,并与许多减数分裂相关基因的调控区(启动子)结合。

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乙酰化组蛋白作为基因表达持续激活的标记,存在于启动子调控区。通过质谱分析,研究人员发现ZFP541与一种名为KCTD19的未知蛋白质和一种名为HDAC1的酶结合。之前的研究表明,HDAC1可使组蛋白去乙酰化。这些结果表明,ZFP541和HDAC1共同消除组蛋白乙酰基,使减数分裂相关基因表达失活,并完成减数分裂。

ZFP541也存在于人类身上,有许多不孕病例的原因尚不清楚,但我们预计上述研究结果或有助于阐明不孕的发病机制,特别是与精子发育不良有关的不孕。领导该研究的Yuki Takada说。

研究人员指出,该研究可应用于不孕症治疗技术的开发。通过阐明其他基因在卵子和精子形成过程中的功能,他们希望为生殖医学做出贡献。(徐锐)

来源: 《中国科学报》

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