Tin tức | Làm thế nào nam giới tiếp tục sản xuất tinh trùng? Câu trả lời có thể nằm ở enzyme DOT1L
Sinh học sinh sản nam và nữ khác nhau về cơ bản: phụ nữ được sinh ra với toàn bộ số trứng dùng trong đời, trong khi nam giới liên tục sản xuất tinh trùng mới trong suốt tuổi trưởng thành. Sự đổi mới này phụ thuộc vào các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào gốc sinh tinh (SSC). Tuy nhiên, cách SSC duy trì khả năng tự tái tạo vẫn chưa được làm rõ.
Một nhóm tại Trường Thú y thuộc Đại học Pennsylvania vừa công bố nghiên cứu trên Genes & Development, xác định DOT1L là yếu tố quan trọng giúp tế bào gốc tự tái tạo. Phát hiện này có thể định hướng lại nghiên cứu về quá trình sinh tinh và có khả năng hỗ trợ nỗ lực tạo tinh trùng từ đầu trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu do Jeremy Wang, Giáo sư xuất sắc Ralph L. Brinster President's tại Penn Vet, dẫn dắt.
"Chúng tôi tình cờ phát hiện vai trò của DOT1L," Giáo sư Wang nói. Các nhà khoa học đã biết DOT1L hiện diện rộng rãi trong nhiều loại tế bào và có thể điều hòa biểu hiện gen. Những thí nghiệm trước đây cho thấy phôi chuột không thể sống sót khi DOT1L vắng mặt trong mọi tế bào. Vì vậy, nhóm đã chỉ xóa gen này trong các tế bào mầm của chuột để khảo sát tác động riêng đến sinh sản.
Kết quả thật bất ngờ. Những con chuột trông vẫn khỏe mạnh, nhưng sau đợt sinh tinh đầu tiên, tế bào gốc sinh tinh của chúng nhanh chóng cạn kiệt và không còn tạo ra tinh trùng mới. Sự phát triển tinh trùng ở chuột thiếu DOT1L suy giảm dần: ban đầu chúng không thể tạo tinh nguyên bào, sau đó số lượng tinh bào giảm, và cuối cùng tinh tử tròn cùng tinh trùng trưởng thành biến mất.
Các thí nghiệm tiếp theo xác nhận phát hiện này. Khi các nhà khoa học tắt DOT1L ở chuột trưởng thành, quá trình sản xuất tinh trùng lại suy giảm dần. Nhìn chung, kết quả cho thấy DOT1L rất cần thiết cho khả năng tự tái tạo của tế bào gốc sinh tinh; nếu thiếu nó, các tế bào gốc này không thể duy trì chức năng lâu dài.
DOT1L trước đây chủ yếu được nghiên cứu trong bệnh bạch cầu. Đây là một methyltransferase histone, điều hòa biểu hiện gen bằng cách bổ sung các nhóm methyl vào histone. Để kiểm tra cơ chế này có áp dụng cho quá trình sinh tinh hay không, nhóm của Wang đã dùng chất ức chế hóa học để chặn hoạt tính enzyme của DOT1L. Các tế bào gốc sinh tinh bị ức chế tạo ra ít tinh nguyên bào hơn nhiều, và sau khi được cấy ghép vào chuột khỏe mạnh, hoạt tính tế bào gốc của chúng giảm gần một nửa.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện DOT1L có thể hoạt động bằng cách kích hoạt họ gen Hoxc, một nhóm yếu tố phiên mã điều hòa biểu hiện của các gen then chốt. Wang cho biết: "Chúng tôi cho rằng DOT1L tăng cường biểu hiện của các yếu tố phiên mã Hoxc thông qua quá trình methyl hóa, và các yếu tố này có thể thúc đẩy sự tự tái tạo liên tục của tế bào gốc sinh tinh."
Ông nói thêm: "Mục tiêu dài hạn của chúng tôi là làm chủ các yếu tố then chốt như DOT1L để có thể tái lập trình tế bào soma và cuối cùng tạo ra tế bào mầm trong môi trường nuôi cấy thông qua quá trình tạo giao tử in vitro. Bắt đầu từ các tế bào trưởng thành và vượt qua cả việc tạo tế bào gốc sinh tinh lẫn giảm phân là một trong những hướng đi triển vọng nhất của y học sinh sản."
Tin tức | Làm thế nào nam giới tiếp tục sản xuất tinh trùng? Câu trả lời có thể nằm ở enzyme DOT1L
Tin tức | Làm thế nào nam giới tiếp tục sản xuất tinh trùng? Câu trả lời có thể nằm ở enzyme DOT1L
Sinh học sinh sản nam và nữ khác nhau về cơ bản: phụ nữ được sinh ra với toàn bộ số trứng dùng trong đời, trong khi nam giới liên tục sản xuất tinh trùng mới trong suốt tuổi trưởng thành. Sự đổi mới này phụ thuộc vào các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào gốc sinh tinh (SSC). Tuy nhiên, cách SSC duy trì khả năng tự tái tạo vẫn chưa được làm rõ.
Một nhóm tại Trường Thú y thuộc Đại học Pennsylvania vừa công bố nghiên cứu trên Genes & Development, xác định DOT1L là yếu tố quan trọng giúp tế bào gốc tự tái tạo. Phát hiện này có thể định hướng lại nghiên cứu về quá trình sinh tinh và có khả năng hỗ trợ nỗ lực tạo tinh trùng từ đầu trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu do Jeremy Wang, Giáo sư xuất sắc Ralph L. Brinster President's tại Penn Vet, dẫn dắt.
"Chúng tôi tình cờ phát hiện vai trò của DOT1L," Giáo sư Wang nói. Các nhà khoa học đã biết DOT1L hiện diện rộng rãi trong nhiều loại tế bào và có thể điều hòa biểu hiện gen. Những thí nghiệm trước đây cho thấy phôi chuột không thể sống sót khi DOT1L vắng mặt trong mọi tế bào. Vì vậy, nhóm đã chỉ xóa gen này trong các tế bào mầm của chuột để khảo sát tác động riêng đến sinh sản.
Kết quả thật bất ngờ. Những con chuột trông vẫn khỏe mạnh, nhưng sau đợt sinh tinh đầu tiên, tế bào gốc sinh tinh của chúng nhanh chóng cạn kiệt và không còn tạo ra tinh trùng mới. Sự phát triển tinh trùng ở chuột thiếu DOT1L suy giảm dần: ban đầu chúng không thể tạo tinh nguyên bào, sau đó số lượng tinh bào giảm, và cuối cùng tinh tử tròn cùng tinh trùng trưởng thành biến mất.
Các thí nghiệm tiếp theo xác nhận phát hiện này. Khi các nhà khoa học tắt DOT1L ở chuột trưởng thành, quá trình sản xuất tinh trùng lại suy giảm dần. Nhìn chung, kết quả cho thấy DOT1L rất cần thiết cho khả năng tự tái tạo của tế bào gốc sinh tinh; nếu thiếu nó, các tế bào gốc này không thể duy trì chức năng lâu dài.
DOT1L trước đây chủ yếu được nghiên cứu trong bệnh bạch cầu. Đây là một methyltransferase histone, điều hòa biểu hiện gen bằng cách bổ sung các nhóm methyl vào histone. Để kiểm tra cơ chế này có áp dụng cho quá trình sinh tinh hay không, nhóm của Wang đã dùng chất ức chế hóa học để chặn hoạt tính enzyme của DOT1L. Các tế bào gốc sinh tinh bị ức chế tạo ra ít tinh nguyên bào hơn nhiều, và sau khi được cấy ghép vào chuột khỏe mạnh, hoạt tính tế bào gốc của chúng giảm gần một nửa.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện DOT1L có thể hoạt động bằng cách kích hoạt họ gen Hoxc, một nhóm yếu tố phiên mã điều hòa biểu hiện của các gen then chốt. Wang cho biết: "Chúng tôi cho rằng DOT1L tăng cường biểu hiện của các yếu tố phiên mã Hoxc thông qua quá trình methyl hóa, và các yếu tố này có thể thúc đẩy sự tự tái tạo liên tục của tế bào gốc sinh tinh."
Ông nói thêm: "Mục tiêu dài hạn của chúng tôi là làm chủ các yếu tố then chốt như DOT1L để có thể tái lập trình tế bào soma và cuối cùng tạo ra tế bào mầm trong môi trường nuôi cấy thông qua quá trình tạo giao tử in vitro. Bắt đầu từ các tế bào trưởng thành và vượt qua cả việc tạo tế bào gốc sinh tinh lẫn giảm phân là một trong những hướng đi triển vọng nhất của y học sinh sản."
Nguồn bài viết:
Tổng hợp trực tuyến