Phát hiện yếu tố sốc nhiệt mới HSF5: Đại học Kumamoto nghiên cứu hướng tiếp cận tiềm năng đối với vô sinh nam
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện một yếu tố sốc nhiệt (HSF) mới, được gọi là HSF5, đóng vai trò then chốt trong việc hoàn tất giảm phân và kích hoạt các gen cần thiết cho quá trình hình thành tinh trùng. Phát hiện này cung cấp những hiểu biết giá trị về các nguyên nhân tiềm ẩn của rối loạn tế bào sinh tinh, một yếu tố góp phần quan trọng gây vô sinh nam. Khác với các yếu tố sốc nhiệt điển hình khác, chủ yếu điều hòa biểu hiện gen trong những điều kiện căng thẳng như sốc nhiệt, HSF5 giữ vai trò chuyên biệt trong quá trình giảm phân ở tế bào mầm nam trong điều kiện không căng thẳng.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kumamoto đã xác định một yếu tố sốc nhiệt (HSF) mới, được gọi là HSF5, đóng vai trò then chốt trong việc hoàn tất giảm phân và kích hoạt các gen cần thiết cho quá trình hình thành tinh trùng. Phát hiện này cung cấp những hiểu biết giá trị về các nguyên nhân tiềm ẩn của rối loạn tế bào sinh tinh, một yếu tố góp phần quan trọng gây vô sinh nam. Khác với các yếu tố sốc nhiệt điển hình khác, chủ yếu điều hòa biểu hiện gen trong những điều kiện căng thẳng như sốc nhiệt, HSF5 giữ vai trò chuyên biệt trong quá trình giảm phân ở tế bào mầm nam trong điều kiện không căng thẳng.
Trong quá trình phân chia tế bào nhân thực, thông tin di truyền được phân bổ đồng đều cho các tế bào con thông qua nguyên phân. Trong một dạng phân chia tế bào chuyên biệt gọi là giảm phân, vốn cần thiết để tạo ra tế bào mầm, thông tin này giảm đi một nửa. Ở tế bào mầm nam, sự hình thành tinh trùng diễn ra sau khi hoàn tất giảm phân và liên quan đến nhiều chương trình điều hòa gen. Tuy nhiên, cơ chế điều hòa quá trình tiến triển của giảm phân và các yếu tố phiên mã cụ thể tham gia vẫn chưa được hiểu rõ, tạo ra những thách thức lớn trong y học sinh sản, đặc biệt là vô sinh nam. Để giải quyết những khoảng trống này, Giáo sư Kei-ichiro Ishiguro, Trợ lý Giáo sư Ryuki Shimada cùng nhóm nghiên cứu đã tìm cách làm rõ cơ chế giảm phân ở nam giới dẫn đến hình thành tinh trùng, tập trung xác định và đặc trưng hóa các yếu tố phiên mã liên quan.
Trong nghiên cứu trước đây, nhóm đã xác định gen chuyển đổi giảm phân MEIOSIN, gen kích hoạt biểu hiện của hàng trăm gen liên quan đến quá trình hình thành tinh trùng (Ishiguro và cộng sự, Developmental Cell, 2020). Trong số các gen này, các yếu tố sốc nhiệt thu hút sự chú ý vì tinh hoàn nhạy cảm với stress nhiệt và nằm bên ngoài cơ thể, nơi nhiệt độ thấp hơn 3-4 độ C so với nhiệt độ bên trong cơ thể là 37 độ C. Mặc dù vai trò chính của các yếu tố sốc nhiệt như HSF1, HSF2, HSF3 và HSF4 đã được xác lập rõ, chức năng của HSF5 vẫn chưa được hiểu rõ. Giáo sư Ishiguro giải thích: "Liệu HSF5 có các chức năng tương tự những yếu tố sốc nhiệt khác hay hoàn toàn khác biệt là một câu hỏi rất đáng quan tâm, và đó là mục tiêu ban đầu của nghiên cứu này."
Đáng ngạc nhiên, khác với các HSF đáp ứng stress khác, nghiên cứu cho thấy HSF5 đóng vai trò thiết yếu trong quá trình tiến triển của kỳ đầu giảm phân ở tế bào mầm nam trong điều kiện không căng thẳng. Trong quá trình hình thành tinh trùng, HSF5 hỗ trợ tiến triển qua giai đoạn pachytene, dẫn dắt chương trình giảm phân hoàn tất và kích hoạt các gen liên quan đến hình thành tinh trùng.
Giống như các yếu tố phiên mã khác, HSF5 liên kết với các vùng khởi động của DNA để điều hòa biểu hiện gen. HSF5 khác biệt ở tính đặc hiệu mục tiêu độc đáo. Nghiên cứu cho thấy trình tự DNA mà yếu tố này nhận diện khi liên kết với vùng khởi động gen khác với các trình tự được các yếu tố phiên mã điển hình khác thuộc họ HSF nhận diện.
Nhìn chung, những phát hiện này làm nổi bật vai trò không điển hình của HSF5 trong biểu hiện gen ở kỳ đầu giảm phân nam.
Các kết quả nghiên cứu được xác nhận qua thí nghiệm trên chuột, đồng thời ghi nhận quan trọng rằng HSF5 cũng hiện diện ở người. Nhiều nguyên nhân tiềm ẩn của vô sinh ở người vẫn khó giải thích, đặc biệt trong các trường hợp rối loạn tế bào sinh tinh. Vì vậy, những phát hiện này được kỳ vọng sẽ đóng góp đáng kể vào việc tìm hiểu các cơ chế nền tảng của vô sinh nam.
Tin tức | Phát hiện yếu tố sốc nhiệt mới HSF5: Đại học Kumamoto nghiên cứu hướng tiếp cận tiềm năng đối với vô sinh nam
Phát hiện yếu tố sốc nhiệt mới HSF5: Đại học Kumamoto nghiên cứu hướng tiếp cận tiềm năng đối với vô sinh nam
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện một yếu tố sốc nhiệt (HSF) mới, được gọi là HSF5, đóng vai trò then chốt trong việc hoàn tất giảm phân và kích hoạt các gen cần thiết cho quá trình hình thành tinh trùng. Phát hiện này cung cấp những hiểu biết giá trị về các nguyên nhân tiềm ẩn của rối loạn tế bào sinh tinh, một yếu tố góp phần quan trọng gây vô sinh nam. Khác với các yếu tố sốc nhiệt điển hình khác, chủ yếu điều hòa biểu hiện gen trong những điều kiện căng thẳng như sốc nhiệt, HSF5 giữ vai trò chuyên biệt trong quá trình giảm phân ở tế bào mầm nam trong điều kiện không căng thẳng.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kumamoto đã xác định một yếu tố sốc nhiệt (HSF) mới, được gọi là HSF5, đóng vai trò then chốt trong việc hoàn tất giảm phân và kích hoạt các gen cần thiết cho quá trình hình thành tinh trùng. Phát hiện này cung cấp những hiểu biết giá trị về các nguyên nhân tiềm ẩn của rối loạn tế bào sinh tinh, một yếu tố góp phần quan trọng gây vô sinh nam. Khác với các yếu tố sốc nhiệt điển hình khác, chủ yếu điều hòa biểu hiện gen trong những điều kiện căng thẳng như sốc nhiệt, HSF5 giữ vai trò chuyên biệt trong quá trình giảm phân ở tế bào mầm nam trong điều kiện không căng thẳng.
Trong quá trình phân chia tế bào nhân thực, thông tin di truyền được phân bổ đồng đều cho các tế bào con thông qua nguyên phân. Trong một dạng phân chia tế bào chuyên biệt gọi là giảm phân, vốn cần thiết để tạo ra tế bào mầm, thông tin này giảm đi một nửa. Ở tế bào mầm nam, sự hình thành tinh trùng diễn ra sau khi hoàn tất giảm phân và liên quan đến nhiều chương trình điều hòa gen. Tuy nhiên, cơ chế điều hòa quá trình tiến triển của giảm phân và các yếu tố phiên mã cụ thể tham gia vẫn chưa được hiểu rõ, tạo ra những thách thức lớn trong y học sinh sản, đặc biệt là vô sinh nam. Để giải quyết những khoảng trống này, Giáo sư Kei-ichiro Ishiguro, Trợ lý Giáo sư Ryuki Shimada cùng nhóm nghiên cứu đã tìm cách làm rõ cơ chế giảm phân ở nam giới dẫn đến hình thành tinh trùng, tập trung xác định và đặc trưng hóa các yếu tố phiên mã liên quan.
Trong nghiên cứu trước đây, nhóm đã xác định gen chuyển đổi giảm phân MEIOSIN, gen kích hoạt biểu hiện của hàng trăm gen liên quan đến quá trình hình thành tinh trùng (Ishiguro và cộng sự, Developmental Cell, 2020). Trong số các gen này, các yếu tố sốc nhiệt thu hút sự chú ý vì tinh hoàn nhạy cảm với stress nhiệt và nằm bên ngoài cơ thể, nơi nhiệt độ thấp hơn 3-4 độ C so với nhiệt độ bên trong cơ thể là 37 độ C. Mặc dù vai trò chính của các yếu tố sốc nhiệt như HSF1, HSF2, HSF3 và HSF4 đã được xác lập rõ, chức năng của HSF5 vẫn chưa được hiểu rõ. Giáo sư Ishiguro giải thích: "Liệu HSF5 có các chức năng tương tự những yếu tố sốc nhiệt khác hay hoàn toàn khác biệt là một câu hỏi rất đáng quan tâm, và đó là mục tiêu ban đầu của nghiên cứu này."
Đáng ngạc nhiên, khác với các HSF đáp ứng stress khác, nghiên cứu cho thấy HSF5 đóng vai trò thiết yếu trong quá trình tiến triển của kỳ đầu giảm phân ở tế bào mầm nam trong điều kiện không căng thẳng. Trong quá trình hình thành tinh trùng, HSF5 hỗ trợ tiến triển qua giai đoạn pachytene, dẫn dắt chương trình giảm phân hoàn tất và kích hoạt các gen liên quan đến hình thành tinh trùng.
Giống như các yếu tố phiên mã khác, HSF5 liên kết với các vùng khởi động của DNA để điều hòa biểu hiện gen. HSF5 khác biệt ở tính đặc hiệu mục tiêu độc đáo. Nghiên cứu cho thấy trình tự DNA mà yếu tố này nhận diện khi liên kết với vùng khởi động gen khác với các trình tự được các yếu tố phiên mã điển hình khác thuộc họ HSF nhận diện.
Nhìn chung, những phát hiện này làm nổi bật vai trò không điển hình của HSF5 trong biểu hiện gen ở kỳ đầu giảm phân nam.
Các kết quả nghiên cứu được xác nhận qua thí nghiệm trên chuột, đồng thời ghi nhận quan trọng rằng HSF5 cũng hiện diện ở người. Nhiều nguyên nhân tiềm ẩn của vô sinh ở người vẫn khó giải thích, đặc biệt trong các trường hợp rối loạn tế bào sinh tinh. Vì vậy, những phát hiện này được kỳ vọng sẽ đóng góp đáng kể vào việc tìm hiểu các cơ chế nền tảng của vô sinh nam.
Nguồn bài viết:
Tổng hợp từ các nguồn trực tuyến