
每个细胞的DNA中都包含一组指令,决定哪些基因会被表达,哪些基因会被沉默。包括DNA甲基化在内的所谓表观遗传程序的正确编程,对于受精和发育至关重要。
明斯特大学的一组研究人员首次确定了人类精子生成(精子发生)过程中的DNA甲基化程序。他们发现,在精子发生过程中,整个基因组都会被重新编程。此外,当他们分析不育男性的细胞时,发现基因组的某些区域被错误地编程,揭示了男性不育的一个新的潜在原因。
至少是导致人类精子产生的密码已被破解。为了使这一过程成功进行,相关基因需要“指令”。换句话说,为了使生殖细胞能够通过精子发生过程产生精子,需要在DNA中安装某些化学模板。
由明斯特大学医学院生殖医学和男科学中心(CeRA)的桑德拉·劳伦蒂诺博士和尼娜·诺豪斯教授领导的研究团队,现已揭示了这一现象背后的具体机制。此外,明斯特大学的研究人员还发现了一种基于基因组错误调控的男性不育新病因。这些研究成果发表在《美国人类遗传学杂志》上。
这项转化研究由生物化学家劳伦蒂诺和生物学家诺伊豪斯领导,重点研究DNA甲基化。DNA甲基化是一种调控基因的DNA化学修饰。它形成了一种计算机程序,可以“开启和关闭”不同细胞中的基因,以确保精子发生的顺利进行。
劳伦蒂诺博士解释说,睾丸是精子产生的场所,是一个非常复杂的组织。正因如此,精子发生的“指令”至今仍不为人所知。
该研究小组与德国明斯特马克斯普朗克分子生物医学研究所(现伦敦帝国理工学院)的同事一起取得了突破,他们找到了一种将精子产生细胞与睾丸其余组织分离的方法。
利用复杂的测序技术,该团队能够破译生育密码——这是表观遗传学的一个里程碑,表观遗传学是一门研究调节基因活动的潜在可遗传修饰的学科。
这项研究一个令人惊讶且耐人寻味的发现是,该基因编码在精子产量极低(技术上称为隐精子症)的男性体内无法正常发挥作用。这揭示了一个此前未知的男性不育病因,并提出了一些需要进一步研究的新治疗方法。