ข่าว | งานวิจัยมหาวิทยาลัยฮาวายพบ: การสูญเสียยีนสำคัญบนโครโมโซม Y อาจทำให้หนูเพศผู้มีบุตรยาก และส่งผลต่อการแสดงออกของยีนนับร้อย

ข่าว | งานวิจัยมหาวิทยาลัยฮาวายพบ: การสูญเสียยีนสำคัญบนโครโมโซม Y อาจทำให้หนูเพศผู้มีบุตรยาก และส่งผลต่อการแสดงออกของยีนนับร้อย

ในการศึกษาล่าสุด นักวิจัยจากคณะแพทยศาสตร์จอห์น เอ. เบิร์นส์ (John A. Burns School of Medicine; JABSOM) แห่งมหาวิทยาลัยฮาวาย วิทยาเขตมานัว (University of Hawaiʻi at Mānoa) พบว่าการขาดหายไปของยีนสำคัญบนโครโมโซม Y ไม่เพียงทำให้หนูเพศผู้เป็นหมันโดยสมบูรณ์ แต่ยังทำให้การแสดงออกของยีนสำคัญหลายร้อยยีนผิดปกติ

งานวิจัยนี้นำโดย ดร. โมนิกา วอร์ด (Dr. Monika Ward) ศาสตราจารย์จากภาควิชากายวิภาคศาสตร์ ชีวเคมี และสรีรวิทยา และสถาบันวิจัยการกำเนิดชีวภาพยานางิมาจิ (Yanagimachi Institute for Biogenesis Research; YIBR) ทีมวิจัยมุ่งศึกษายีน Zfy (Zinc finger Y-encoded gene) ซึ่งเข้ารหัสโปรตีนซิงก์ฟิงเกอร์บนโครโมโซม Y ยีนนี้พบได้ทั้งในมนุษย์และหนู และเชื่อว่าเป็นปัจจัยควบคุมสำคัญของการสืบพันธุ์เพศผู้ ในหนู Zfy มีสองสำเนา ได้แก่ Zfy1 และ Zfy2

นักวิจัยใช้เทคโนโลยี CRISPR-Cas9 สร้างแบบจำลองหนูดัดแปลงพันธุกรรมที่ขาด Zfy1 ขาด Zfy2 และขาดทั้งสองยีน (เรียกว่า Zfy DKO หรือการน็อกเอาต์ยีน Zfy สองยีน) ตามลำดับ ผลการวิจัยแสดงว่าหนูเพศผู้ Zfy DKO เป็นหมันโดยสมบูรณ์และมีความผิดปกติของอสุจิอย่างรุนแรง โดยในกรณีรุนแรงที่สุดไม่สามารถสร้างอสุจิได้เลย ผลงานนี้ตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสาร Biology of Reproduction ปี 2022

เพื่อศึกษากลไกระดับโมเลกุลของการขาด Zfy เพิ่มเติม ทีมงานใช้เทคโนโลยีช่วยการเจริญพันธุ์ที่ริเริ่มโดย ริวโซ ยานางิมาจิ (Ryuzo Yanagimachi) ผู้ก่อตั้ง YIBR ซึ่งรวมถึงการฉีดอสุจิเข้าสู่ไซโทพลาซึมของไข่ (ICSI) และการฉีดเซลล์อสุจิกลม (ROSI) เพื่อเพาะเลี้ยงหนูเพศผู้ Zfy DKO ที่เป็นหมันเพิ่มขึ้น ผลการศึกษาล่าสุดได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ Cell Death and Differentiation เมื่อปี 2025 เดือน 8 วันที่ 27

งานวิจัยระบุว่า เมื่อยีน Zfy หายไป การแสดงออกของยีนหลายร้อยยีนในหนูจะเสียสมดุล โดยบางยีนถูกกระตุ้นมากเกินไป ขณะที่บางยีนถูกยับยั้ง ยีนเหล่านี้รวมถึงยีนสำคัญที่ควบคุมการสร้างอสุจิ การบรรจุและโครงร่างของ DNA และการตายของเซลล์แบบอะพอพโทซิส ทีมงานยังพบว่าเซลล์ตั้งต้นของอสุจิในอัณฑะเกิดอะพอพโทซิสก่อนเวลาอันควร และแม้มีการสร้างอสุจิเป็นครั้งคราว โครงสร้าง DNA ก็ไม่สามารถควบแน่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงเสียหายได้ง่าย

“งานวิจัยนี้ช่วยผลักดันความเข้าใจของเราเกี่ยวกับหน้าที่ของยีน Zfy อย่างมาก เราระบุเส้นทางสัญญาณและยีนที่ได้รับผลกระทบได้แล้ว และในอนาคตจะศึกษาต่อว่า Zfy ควบคุมกระบวนการสำคัญเหล่านี้อย่างไร” ดร. วอร์ดกล่าว

ดร. วอร์ดยังเน้นว่างานนี้สะท้อนบทบาทสำคัญของนักศึกษาปริญญาตรีและบัณฑิตศึกษาแห่งมหาวิทยาลัยฮาวายในการวิจัย ผู้เขียนคนแรกของบทความและผู้ทำการทดลองส่วนใหญ่ เฮย์เดน โฮล์มลันด์ (Hayden Holmlund) เป็นผู้สำเร็จการศึกษาปริญญาเอกใหม่จากโครงการบัณฑิตศึกษาชีววิทยาพัฒนาการและชีววิทยาการสืบพันธุ์ (Developmental and Reproductive Biology; DRB) และปัจจุบันทำวิจัยหลังปริญญาเอกในแคลิฟอร์เนีย ขณะเดียวกัน การทดลองบางส่วนดำเนินการโดย เบนาซีร์ ยาร์บาบาเยวา (Benazir Yarbabaeva) นักศึกษาโครงการ INBRE ระดับปริญญาตรี ซึ่งปัจจุบันเข้าร่วมโครงการ DRB ในฐานะนักศึกษาปริญญาโทชั้นปีแรก เพื่อศึกษากลไกของอสุจิ Zfy DKO ต่อไป

“งานวิจัยนี้ยังสะท้อนพันธกิจหลักของ YIBR ในการส่งเสริมความร่วมมือระดับนานาชาติด้านชีววิทยาการสืบพันธุ์และชีววิทยาพัฒนาการ” ดร. วอร์ดเสริมว่า งานวิจัยครั้งนี้ยังได้รับความช่วยเหลือจากนักวิจัยในฝรั่งเศสและสหราชอาณาจักร

การศึกษานี้เป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจกลไกการควบคุมภาวะเจริญพันธุ์เพศผู้ และวางรากฐานสำหรับการศึกษาบทบาทของ Zfy ในการสร้างอสุจิในอนาคต ความรู้จากการวิจัยพื้นฐานในแบบจำลองหนูไม่เพียงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจกลไกของภาวะมีบุตรยากในผู้ชาย แต่ยังเปิดแนวทางใหม่สำหรับการวิจัยเพื่อพัฒนาวิธีรักษาที่เป็นไปได้

แหล่งที่มา:

รวบรวมจากออนไลน์