Исследователи из Crick обнаружили, какие гены на хромосоме Y регулируют развитие спермы и влияют на фертильность у самцов мышей. Это исследование может помочь нам понять, почему некоторые мужчины не производят достаточно спермы и бесплодны.

У мужчин обычно есть одна копия хромосомы Y и одна копия хромосомы X, тогда как у женщин обычно есть две хромосомы X. Ученые знают, что хромосома Y необходима для мужской фертильности, но какие гены наиболее важны и как они работают, не так ясно.

В исследовании, опубликованном в журнале Science , исследовательская группа Института Крика решила этот вопрос, создав 13 различных моделей мышей, у каждой из которых были удалены различные гены Y, и изучив их фертильность.

Исследователи изучили способность этих взрослых мышей к воспроизводству, в том числе количество потомства, количество вырабатываемых сперматозоидов , а также внешний вид и подвижность сперматозоидов.

Они обнаружили, что несколько генов Y имеют решающее значение для воспроизводства. Если эти гены удалить, мыши не смогут производить потомство из-за отсутствия или уменьшения количества сперматозоидов, невозможности создания резервуара стволовых клеток спермы или аномальной формы или движения сперматозоидов.

Интересно, что некоторые другие гены не оказывали никакого влияния при их удалении по отдельности, но при их совместном удалении приводили к образованию аномальной спермы.

Это имело место для группы из трех генов, которые моделируют область хромосомы, называемую AZFa у людей. Делеции AZFa являются частой причиной наиболее тяжелых случаев мужского бесплодия, но было трудно сказать, какие гены в этой области за это отвечают.

Результаты показывают, что многие гены Y играют роль в фертильности и могут компенсировать друг друга, если один ген потерян. Это также означает, что некоторые случаи бесплодия, вероятно, являются результатом одновременного удаления нескольких генов.

Помимо регулирования генерации спермы, некоторые гены Y также активны в других органах, таких как сердце и мозг, где они могут быть очень важны. Кроме того, с возрастом некоторые мужчины могут терять свои хромосомы Y в крови из-за ошибок в делении клеток .

Эта потеря связана с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера или рак, поэтому теперь лаборатория стремится понять, что происходит в других органах у мышей с делециями гена Y.

Джереми Субрини, научный сотрудник-постдокторант в Лаборатории биологии половых хромосом в Институте Крика и первый автор, сказал: «Наше исследование показало, что для фертильности мышей требуется больше генов Y, чем предполагалось на первый взгляд. Мы увидели, что некоторые гены имеют решающее значение, но другие имеют кумулятивный эффект. Исторически Y-хромосому понимали неправильно.

«Долгое время считалось, что он не является необходимым для взрослых, и некоторые даже предполагали, что он вообще исчезнет. Теперь мы знаем, что это явно не так».

Джеймс Тернер, главный руководитель группы Лаборатории биологии половых хромосом в Институте Крика и старший автор, сказал: «Бесплодие — это большая проблема, и каждая шестая пара испытывает трудности с зачатием. В значительной части случаев причиной являются генетические факторы , особенно те, которые связаны с Y-хромосомой».

«Однако детали было трудно определить, отчасти потому, что секвенирование и изучение Y-хромосомы было технически сложным.

«Теперь, когда мы пролили свет на гены Y, будет важно начать секвенирование хромосомы Y у большего количества людей, чтобы потенциально раскрыть необъяснимые причины мужского бесплодия. При большем количестве исследований мы, возможно, сможем когда-нибудь заменить отсутствующие гены в клетках, которые производят сперму, чтобы помочь парам иметь детей с помощью ЭКО».