Новости | Открытие нового фактора теплового шока HSF5: Университет Кумамото исследует возможный подход к лечению мужского бесплодия

Открытие нового фактора теплового шока HSF5: Университет Кумамото исследует возможный подход к лечению мужского бесплодия

Исследователи обнаружили новый фактор теплового шока (HSF), получивший название HSF5, который играет ключевую роль в завершении мейоза и активации генов, необходимых для формирования сперматозоидов. Это открытие помогает понять возможные причины дисфункции сперматогенных клеток — одной из основных причин мужского бесплодия. В отличие от других типичных факторов теплового шока, которые в основном регулируют экспрессию генов в стрессовых условиях, например при тепловом шоке, HSF5 выполняет особую функцию в мейозе мужских половых клеток в отсутствие стресса.

Исследователи Университета Кумамото обнаружили новый фактор теплового шока (HSF), получивший название HSF5, который играет ключевую роль в завершении мейоза и активации генов, необходимых для формирования сперматозоидов. Это открытие помогает понять возможные причины дисфункции сперматогенных клеток — одной из основных причин мужского бесплодия. В отличие от других типичных факторов теплового шока, которые в основном регулируют экспрессию генов в стрессовых условиях, например при тепловом шоке, HSF5 выполняет особую функцию в мейозе мужских половых клеток в отсутствие стресса.

Во время деления эукариотических клеток геномная информация равномерно распределяется между дочерними клетками посредством митоза. При особом виде деления клеток — мейозе, необходимом для образования половых клеток, эта информация сокращается вдвое. В мужских половых клетках формирование сперматозоидов происходит после завершения мейоза и включает несколько программ регуляции генов. Однако механизмы, регулирующие прохождение мейоза, и конкретные транскрипционные факторы остаются недостаточно изученными, что создаёт серьёзные трудности для репродуктивной медицины, особенно в области мужского бесплодия. Чтобы восполнить эти пробелы, профессор Кэй-Итиро Исигуро, доцент Рюки Симада и их исследовательская группа попытались прояснить механизмы мужского мейоза, ведущего к образованию сперматозоидов, сосредоточившись на выявлении и характеристике соответствующих транскрипционных факторов.

В ходе более раннего исследования группа выявила ген переключения мейоза MEIOSIN, активирующий экспрессию сотен генов, участвующих в формировании сперматозоидов (Ishiguro et al., Developmental Cell, 2020). Среди этих генов внимание привлекли факторы теплового шока, поскольку яички чувствительны к тепловому стрессу и расположены вне тела, где температура на 3–4 градусов Цельсия ниже внутренней температуры тела, равной 37 градусам Цельсия. Хотя основные функции таких факторов теплового шока, как HSF1, HSF2, HSF3 и HSF4, хорошо изучены, функция HSF5 оставалась неясной. «Выполняет ли HSF5 функции, сходные с функциями других факторов теплового шока, или совершенно иные — это был интригующий вопрос, и именно на него изначально было направлено наше исследование», — объяснил профессор Исигуро.

К удивлению исследователей, в отличие от других HSF, реагирующих на стресс, исследование показало, что HSF5 играет важнейшую роль в прохождении профазы мейоза в мужских половых клетках в отсутствие стресса. Во время формирования сперматозоидов HSF5 способствует прохождению пахитенной стадии, направляет мейотическую программу к завершению и активирует гены, связанные с формированием сперматозоидов.

Как и другие транскрипционные факторы, HSF5 связывается с промоторами ДНК и регулирует экспрессию генов. HSF5 отличается уникальной специфичностью к мишеням. Исследование показало, что последовательность ДНК, которую он распознаёт при связывании с промоторами генов, отличается от последовательностей, распознаваемых другими типичными транскрипционными факторами семейства HSF.

В совокупности эти результаты подчёркивают нетипичную роль HSF5 в экспрессии генов во время профазы мужского мейоза.

Результаты исследования были подтверждены в экспериментах на мышах; важно отметить, что HSF5 также присутствует у человека. Многие потенциальные причины бесплодия у людей остаются труднообъяснимыми, особенно в случаях дисфункции сперматогенных клеток. Поэтому ожидается, что эти результаты внесут значительный вклад в понимание механизмов мужского бесплодия.

Источник материала:

Собрано из интернет-источников