Новости | Исследование Гавайского университета: утрата ключевого гена Y-хромосомы может вызывать бесплодие у самцов мышей и влиять на экспрессию сотен генов

Новости | Исследование Гавайского университета показало: удаление ключевого гена Y-хромосомы вызывает бесплодие у самцов мышей и влияет на экспрессию сотен генов

В новом исследовании учёные из Медицинской школы имени Джона А. Бёрнса (JABSOM) Гавайского университета в Маноа обнаружили, что удаление ключевого гена Y-хромосомы не только вызывает полное бесплодие у самцов мышей, но и приводит к аномальной экспрессии сотен важных генов.

Исследование возглавила доктор Моника Уорд, профессор кафедры анатомии, биохимии и физиологии и Института исследований биогенеза имени Янагимачи (YIBR). Исследовательская группа сосредоточилась на гене Zfy, кодирующем белок с цинковыми пальцами и расположенном на Y-хромосоме. Этот ген есть у людей и мышей и считается важным регулятором мужской репродукции. У мышей ген Zfy представлен двумя копиями: Zfy1 и Zfy2.

Используя технологию CRISPR-Cas9, исследователи последовательно создали трансгенные модели мышей с удалением только Zfy1, только Zfy2 и обоих генов одновременно (так называемый двойной нокаут Zfy, или Zfy DKO). Результаты показали, что самцы мышей с Zfy DKO были полностью бесплодны, имели резко аномальные сперматозоиды, а в наиболее тяжёлых случаях вообще не могли вырабатывать сперматозоиды. Это исследование впервые было опубликовано в 2022 в журнале Biology of Reproduction.

Чтобы глубже изучить молекулярные механизмы, связанные с удалением Zfy, команда использовала разработанные основателем YIBR Рюдзо Янагимати вспомогательные репродуктивные технологии, включая внутрицитоплазматическую инъекцию сперматозоида (ICSI) и инъекцию круглых сперматид (ROSI), и успешно получила ещё несколько бесплодных самцов мышей с Zfy DKO. Недавние результаты были опубликованы 2025/8/27 в международном журнале Cell Death and Differentiation.

Исследование показало, что при отсутствии гена Zfy нарушается экспрессия сотен генов у мышей: некоторые гены чрезмерно активируются, а другие подавляются. Среди них — ключевые гены, регулирующие образование сперматозоидов, упаковку и конформацию ДНК, а также апоптоз. Кроме того, команда обнаружила, что клетки-предшественники сперматозоидов в яичках подвергались преждевременному апоптозу, а даже у редко образующихся сперматозоидов структура ДНК не могла эффективно конденсироваться и была крайне уязвима к повреждениям.

«Это исследование значительно расширило наше понимание функции гена Zfy. Мы выявили затронутые им сигнальные пути и связанные гены и в будущем продолжим изучать, как Zfy регулирует эти ключевые процессы», — сообщила доктор Уорд.

Доктор Уорд также особо отметила центральную роль студентов бакалавриата и аспирантов Гавайского университета в научных исследованиях. Первый автор статьи Хейден Хольмлунд, выполнивший большую часть экспериментальной работы, недавно получил степень PhD в аспирантуре по биологии развития и репродуктивной биологии (DRB), а теперь начал постдокторские исследования в Калифорнии. Кроме того, часть экспериментов выполнила Беназир Ярбабаева, студентка бакалавриата программы INBRE, которая теперь присоединилась к программе DRB в качестве новой магистрантки, чтобы продолжить изучение механизмов действия сперматозоидов с Zfy DKO.

«Это исследование также отражает основную миссию YIBR — развитие международного сотрудничества в области репродуктивной биологии и биологии развития», — добавила доктор Уорд, отметив, что исследованию также помогали учёные из Франции и Великобритании.

Это исследование стало важным шагом к пониманию механизмов регуляции мужской фертильности и создало основу для дальнейшего изучения регулирующей роли Zfy в сперматогенезе. Знания, полученные в ходе фундаментальных исследований на моделях мышей, важны не только для понимания механизмов и лечения мужского бесплодия, но и открывают новые направления для трансляционных исследований потенциальных терапевтических стратегий.

Источник:

Собрано из интернета