Berita | Protein Pengemas Sperma Mungkin Menjadi Kunci Infertilitas Pria

Berita | Protein Pengemas Sperma Mungkin Menjadi Kunci Infertilitas Pria

Sperma berperan penting dalam penciptaan kehidupan dengan menyediakan setengah materi genetik yang dibutuhkan keturunan. Namun, bagaimana sperma membentuk struktur yang diperlukan untuk fungsi reproduksi normal masih menjadi pertanyaan biologis yang sulit.

Tim dari University of Michigan baru-baru ini meneliti mekanisme molekuler pembentukan sperma dan bagaimana kelainan dapat menyebabkan infertilitas faktor pria. Tidak seperti sel manusia lainnya, sperma mengemas materi genetiknya dengan protein yang disebut protamin. Hal ini menimbulkan pertanyaan: Mengapa sperma menggunakan protamin untuk mengemas DNA, bukan histon yang digunakan semua jenis sel lain?

Evolusi dan fungsi protamin

Protamin terdapat pada organisme termasuk tumbuhan, ikan, dan mamalia serta telah berevolusi selama ratusan juta tahun. Dengan mempelajari urutan molekulernya, peneliti University of Michigan mengungkap peran pentingnya dalam pembentukan sperma.

Protamin mengemas DNA secara efisien menjadi kromatin padat terutama karena kaya akan arginin, asam amino bermuatan positif yang berikatan kuat dengan DNA bermuatan negatif. Penelitian terbaru menemukan bahwa protamin juga mengandung asam amino nonarginin spesifik spesies yang mengalami modifikasi pascatranslasi tak terduga—perubahan kimia setelah sintesis protein.

Tim tersebut meyakini modifikasi ini penting bagi fungsi protamin, terutama pengemasan kromatin sperma. Para peneliti mengatakan, "Molekul pengikat DNA ini umumnya bermuatan positif, tetapi kini kami melihat bahwa protein ini memiliki logika lain yang belum kami pertimbangkan, dengan asam amino lain juga memainkan peran penting."

Arti penting modifikasi pascatranslasi

Meskipun sperma tidak aktif secara transkripsi, modifikasi pada protamin menunjukkan peran penting dalam pengemasan kromatin. Dalam model tikus, peneliti memeriksa residu lisin yang spesifik untuk protamin tikus. Penggantian lisin dengan alanin, yang tidak dapat mengalami modifikasi tersebut, menyebabkan morfologi sperma abnormal, gangguan perkembangan embrio, dan penurunan kesuburan yang tajam. Yang mengejutkan, mengganti lisin dengan arginin bermuatan positif juga gagal memulihkan pengemasan normal, menunjukkan bahwa proses tersebut bergantung pada lebih dari sekadar muatan molekuler.

Implikasi bagi infertilitas pria

Infertilitas faktor pria sering kali tidak memiliki penyebab yang dapat diidentifikasi, sehingga menegaskan pentingnya mempelajari modifikasi ini. Asisten profesor University of Michigan Saher Sue Hammoud mengatakan, "Kami mulai memusatkan perhatian pada protamin karena protein ini terdapat pada banyak spesies hewan, tetapi berevolusi cepat, yang berarti urutannya mengandung variasi luas." Varian ini mungkin menjadi penyebab potensial infertilitas pria.

Hammoud dan tim berharap dapat mempelajari pengemasan sperma lebih mendalam dan mungkin merekonstruksi prosesnya secara in vitro, sehingga membuka jalan baru untuk diagnosis dan pengobatan infertilitas.

Penerapan klinis potensial

Temuan pentingnya adalah bahwa modifikasi protamin mungkin berperan dalam perkembangan embrio awal, menawarkan jalur baru untuk diagnosis infertilitas, dan berpotensi menyediakan metode skrining embrio awal setelah fertilisasi in vitro (IVF). Asisten profesor University of Michigan Samantha Schon mengatakan, "Modifikasi ini memberi kami arah penelitian baru dan mungkin menjadi alat diagnostik penting untuk infertilitas, terutama selama IVF."

Sumber artikel:

Dikumpulkan dari internet