کشف ژن جدید در ناباروری مردان، از ZFP541 چه می‌دانید؟

ZFP541 چیست و چگونه عمل می‌کند؟ با وجود پایان یافتن پروژه ژنوم و شناسایی دقیق ژنتیک انسان، این سوال برای ما پیش می‌آید که آیا عملکرد تمامی ژن‌ها بر ما آشکار شده است؟

به تازگی محققان دانشگاه کوماموتو، ژنی جدید را کشف کردند که تکمیل فرآیند میوز در اسپرماتوژنز را کنترل می‌کند و بر این عقیده‌اند که این امر میتواند مانند آزواسپرمی یا نقایص اسپرماتوژنیک منجر به پیشرفت در پزشکی باروری شود.

میوز نوع خاصی از تقسیم سلولی است که در تخمدان‌ها و بیضه‌ها انجام می‌شود؛ با کاهش تعداد کروموزوم‌ها به نصف تعداد اولیه و فرایندی به نام کراسینگ اور، تخمک و اسپرم تولید می‌شود. بعد از کامل شدن میوز، DNA متراکم می‌شود و تغییرات مورفولوژیکی عمده‌ای را تجربه می‌کند که از ویژگی‌های اسپرموژنز است.

این مکانیسم بیان بسیاری از ژن‌هایی را که قبلا در ایجاد میوز فعال بودند را غیرفعال می‌کند. با این حال جزئیات مکانیسمی که در زمان مناسب، میوز را تکمیل می‌کند ناشناخته است. اگرچه این مسئله مهمی است و به طور مستقیم با پزشکی باروری و به صورت ویژه ناباروری مردان ارتباط دارد، ولی سال‌هاست بسیاری از مسائل حل نشده باقی مانده‌اند.

گروه پروفسور ایشیگورو در موسسه جنین شناسی و ژنتیک مولکولی دانشگاه کوماموتو (IMEG) قبلا MEIOSIN را کشف کردند؛ ژنی که میوز را فعال می‌کند و باعث می‌شود صدها ژن دیگر در تشکیل اسپرم و تخمک، به طور هم‌زمان فعال شوند.

در میان آنها ژن‌های عملکردی‌ای وجود دارند که هنوز به طور کامل درک نشده‌اند، از این رو محققان ژن ZFP541 را برای تجزیه و تحلیل دقیق انتخاب کردند.

از کل ژنوم چرا ژن ZFP541؟

هنگامی که ژن ZFP541 با استفاده از ویرایش ژنوم در موش‌ها حذف شد، سلول‌های زایای نر شروع به میوز کردند اما این سلول‌ها نابارور بودند زیرا هیچ اسپرمی تولید نشد. تجزیه و تحلیل دقیق بیضه‌های آن موشها نشان داد که ژن ZFP541 نقشی اساسی در تنظیم میوز دارد و یک ژن مهم در تولید اسپرم است. علاوه بر آن ZFP541 در پروفاز میوز بیان می‌شود و به مناطق تنظیم کننده (که پروموتور نامیده میشوند) مرتبط با میوز در بسیاری از ژن‌ها متصل می‌شود. واضح است که در ناحیه تنظیم کننده پروموتورها، هیستون‌های استیل شده به عنوان نشانگر فعال شدن بیان ژن وجود دارند.

از طریق تجزیه و تحلیل طیف‌سنج جرمی، محققان دریافتند که ZFP541 به پروتئین ناشناخته‌ای به نام KCTD19 و آنزیمی به نام HDAC1 متصل می‌شود، که در مطالعات قبل کشف شده بود گروه های استیل را از هیستون‌ها حذف می‌کند. این نتایج نشان می‌دهد که ZFP541 و HDAC1 با کمک هم، گروه استیل هیستون‌ها را از بین می‌برند، بیان ژن‌های مرتبط با میوز را غیرفعال می‌کنند و میوز را کامل می‌کنند.

دکتر یوکی تاکادا، سرپرست مطالعه گفت:«این مطالعه جدید ما در ادامه تحقیقی بوده است که در فوریه 2020 در مورد ژن MEIOSIN منتشر شد و بخشی از ژن تحت کنترل MEIOSIN را نشان می‌دهد که عملکرش ناشناخته است.» درست است که این نتایج روی موش به اثبات رسیده ولی ZFP541 در انسان نیز وجود دارد.

نتیجه:

موارد زیادی از ناباروری در انسان وجود دارد که علت آن ناشناخته است اما ما انتظار داریم که این نتایج به روشن شدن عوامل ایجاد کننده ناباروری به ویژه موارد مربوط به دیسپلازی اسپرم کمک کند.
محققان همچنین معتقدند که مطالعات آنها می‌تواند در توسعه فناوری درمان ناباروری کاربرد داشته باشد. آنها امیدوارند که با روشن شدن عملکرد ژن‌های دیگر در روند تشکیل تخمک و اسپرم، بتوانند سهم بسزایی در پزشکی باروری داشته باشند.

مترجم و بازنویسی کننده: نگار رحمتی

ویراستار: نغمه داودزاده

رفرنس: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210824135347.htm

همچنین بخوانید: ساخت اولین مدل جنین انسان از سلول های پوستی