Nachrichten | Crick Institute weist Zusammenhang zwischen Y-Chromosom-Genen und Spermienentwicklung nach
Forschende am Crick Institute haben ermittelt, welche Gene des Y-Chromosoms die Spermienentwicklung steuern und die Fruchtbarkeit männlicher Mäuse beeinflussen. Die Studie könnte helfen zu verstehen, warum manche Männer eine geringe Spermienzahl und dadurch bedingte Unfruchtbarkeit haben.
Männer haben typischerweise ein X- und ein Y-Chromosom, Frauen dagegen zwei X-Chromosomen. Obwohl bekannt ist, dass das Y-Chromosom für die männliche Fruchtbarkeit entscheidend ist, sind die beteiligten Gene und Mechanismen noch unzureichend verstanden.
In einer heute in Science veröffentlichten Studie erstellte das Crick-Team 13 verschiedene Mausmodelle, denen jeweils andere Gene des Y-Chromosoms fehlten, um deren Rolle für die Fruchtbarkeit zu untersuchen.
Die Forschenden untersuchten die Fortpflanzungsfähigkeit der erwachsenen Mäuse, darunter die Zahl der Nachkommen, die Spermienzahl, die Spermienmorphologie und die Beweglichkeit. Mehrere Gene des Y-Chromosoms erwiesen sich als für die Fortpflanzung unverzichtbar. Ohne diese Gene konnten sich die Mäuse aufgrund einer geringen Spermienzahl, erschöpfter Reserven spermatogonialer Stammzellen oder einer abnormalen Spermienmorphologie und -beweglichkeit nicht fortpflanzen.
Überraschenderweise beeinträchtigte der Verlust einzelner Gene die Fruchtbarkeit nicht, während der gemeinsame Verlust mehrerer Gene zu Spermienanomalien führte. Dies wurde bei drei Genen nachgewiesen, die der menschlichen AZFa-Region entsprechen. Deletionen in AZFa sind eine häufige Ursache der schwersten Formen männlicher Unfruchtbarkeit, doch bisher ließ sich nur schwer feststellen, welche Gene in dieser Region dafür verantwortlich sind.
Die Ergebnisse zeigen, dass mehrere Gene des Y-Chromosoms bei der männlichen Fruchtbarkeit zusammenwirken und einander ausgleichen können, wenn ein Gen verloren geht. Einige Fälle von Unfruchtbarkeit könnten daher auf den gleichzeitigen Verlust mehrerer Gene zurückzuführen sein.
Neben der Spermienproduktion wirken einige Y-chromosomale Gene auch in Organen wie Herz und Gehirn und könnten dort von großer Bedeutung sein. Bei manchen Männern geht mit zunehmendem Alter aufgrund von Fehlern bei der Zellteilung auch das Y-Chromosom in Blutzellen verloren; dieser Verlust wurde mit Erkrankungen wie Alzheimer und Krebs in Verbindung gebracht. Das Team untersucht daher Veränderungen in anderen Organen von Mäusen, denen Y-chromosomale Gene fehlen.
Der Erstautor Jeremie Subrini, wissenschaftlicher Mitarbeiter mit Postdoc-Status am Crick Institute, sagte: "Unsere Forschung zeigt, dass bei Mäusen mehr Gene des Y-Chromosoms als erwartet für die Fruchtbarkeit unverzichtbar sind. Einige Gene sind unentbehrlich, während andere kumulative Wirkungen haben. Das Y-Chromosom wurde lange als bei Erwachsenen unnötig missverstanden, und manche vermuteten sogar, es werde verschwinden. Nun können wir mit Sicherheit sagen, dass diese Hypothese falsch ist."
Der Seniorautor Professor James Turner, Leiter des Sex Chromosome Biology Laboratory am Crick Institute, ergänzte: "Unfruchtbarkeit ist ein ernstes Problem: Weltweit hat etwa eines von sechs Paaren Schwierigkeiten, schwanger zu werden. In vielen Fällen sind genetische Faktoren – insbesondere Probleme des Y-Chromosoms – die Ursache. Die Einzelheiten blieben teilweise deshalb unklar, weil die Sequenzierung und Untersuchung des Y-Chromosoms technisch anspruchsvoll ist."
"Nachdem wir die Funktionen der Gene des Y-Chromosoms bestimmt haben, besteht der nächste Schritt darin, die Y-Chromosomen weiterer Personen zu sequenzieren, um mögliche Ursachen männlicher Unfruchtbarkeit aufzudecken. Mit weiterer Forschung könnten wir unfruchtbaren Paaren helfen, durch IVF schwanger zu werden, und möglicherweise sogar fehlende Y-chromosomale Gene ausgleichen."
Nachrichten | Crick Institute weist Zusammenhang zwischen Y-Chromosom-Genen und Spermienentwicklung nach
Nachrichten | Crick Institute weist Zusammenhang zwischen Y-Chromosom-Genen und Spermienentwicklung nach
Forschende am Crick Institute haben ermittelt, welche Gene des Y-Chromosoms die Spermienentwicklung steuern und die Fruchtbarkeit männlicher Mäuse beeinflussen. Die Studie könnte helfen zu verstehen, warum manche Männer eine geringe Spermienzahl und dadurch bedingte Unfruchtbarkeit haben.
Männer haben typischerweise ein X- und ein Y-Chromosom, Frauen dagegen zwei X-Chromosomen. Obwohl bekannt ist, dass das Y-Chromosom für die männliche Fruchtbarkeit entscheidend ist, sind die beteiligten Gene und Mechanismen noch unzureichend verstanden.
In einer heute in Science veröffentlichten Studie erstellte das Crick-Team 13 verschiedene Mausmodelle, denen jeweils andere Gene des Y-Chromosoms fehlten, um deren Rolle für die Fruchtbarkeit zu untersuchen.
Die Forschenden untersuchten die Fortpflanzungsfähigkeit der erwachsenen Mäuse, darunter die Zahl der Nachkommen, die Spermienzahl, die Spermienmorphologie und die Beweglichkeit. Mehrere Gene des Y-Chromosoms erwiesen sich als für die Fortpflanzung unverzichtbar. Ohne diese Gene konnten sich die Mäuse aufgrund einer geringen Spermienzahl, erschöpfter Reserven spermatogonialer Stammzellen oder einer abnormalen Spermienmorphologie und -beweglichkeit nicht fortpflanzen.
Überraschenderweise beeinträchtigte der Verlust einzelner Gene die Fruchtbarkeit nicht, während der gemeinsame Verlust mehrerer Gene zu Spermienanomalien führte. Dies wurde bei drei Genen nachgewiesen, die der menschlichen AZFa-Region entsprechen. Deletionen in AZFa sind eine häufige Ursache der schwersten Formen männlicher Unfruchtbarkeit, doch bisher ließ sich nur schwer feststellen, welche Gene in dieser Region dafür verantwortlich sind.
Die Ergebnisse zeigen, dass mehrere Gene des Y-Chromosoms bei der männlichen Fruchtbarkeit zusammenwirken und einander ausgleichen können, wenn ein Gen verloren geht. Einige Fälle von Unfruchtbarkeit könnten daher auf den gleichzeitigen Verlust mehrerer Gene zurückzuführen sein.
Neben der Spermienproduktion wirken einige Y-chromosomale Gene auch in Organen wie Herz und Gehirn und könnten dort von großer Bedeutung sein. Bei manchen Männern geht mit zunehmendem Alter aufgrund von Fehlern bei der Zellteilung auch das Y-Chromosom in Blutzellen verloren; dieser Verlust wurde mit Erkrankungen wie Alzheimer und Krebs in Verbindung gebracht. Das Team untersucht daher Veränderungen in anderen Organen von Mäusen, denen Y-chromosomale Gene fehlen.
Der Erstautor Jeremie Subrini, wissenschaftlicher Mitarbeiter mit Postdoc-Status am Crick Institute, sagte: "Unsere Forschung zeigt, dass bei Mäusen mehr Gene des Y-Chromosoms als erwartet für die Fruchtbarkeit unverzichtbar sind. Einige Gene sind unentbehrlich, während andere kumulative Wirkungen haben. Das Y-Chromosom wurde lange als bei Erwachsenen unnötig missverstanden, und manche vermuteten sogar, es werde verschwinden. Nun können wir mit Sicherheit sagen, dass diese Hypothese falsch ist."
Der Seniorautor Professor James Turner, Leiter des Sex Chromosome Biology Laboratory am Crick Institute, ergänzte: "Unfruchtbarkeit ist ein ernstes Problem: Weltweit hat etwa eines von sechs Paaren Schwierigkeiten, schwanger zu werden. In vielen Fällen sind genetische Faktoren – insbesondere Probleme des Y-Chromosoms – die Ursache. Die Einzelheiten blieben teilweise deshalb unklar, weil die Sequenzierung und Untersuchung des Y-Chromosoms technisch anspruchsvoll ist."
"Nachdem wir die Funktionen der Gene des Y-Chromosoms bestimmt haben, besteht der nächste Schritt darin, die Y-Chromosomen weiterer Personen zu sequenzieren, um mögliche Ursachen männlicher Unfruchtbarkeit aufzudecken. Mit weiterer Forschung könnten wir unfruchtbaren Paaren helfen, durch IVF schwanger zu werden, und möglicherweise sogar fehlende Y-chromosomale Gene ausgleichen."
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