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# La biologia# Genetica

Approfondimenti genetici sull'infertilità maschile

La ricerca collega le mutazioni di DNAH12 all'infertilità maschile e ai difetti nello sperma.

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DNAH12 e infertilitàDNAH12 e infertilitàmaschiledi DNAH12 nella salute dello sperma.Uno studio rivela il ruolo fondamentale
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L'infertilità maschile è un problema sempre più diffuso in tutto il mondo, colpendo l'8-12% delle coppie che cercano di avere bambini. Circa la metà di questi casi di infertilità deriva da fattori maschili. Una causa comune dell'infertilità maschile è una condizione chiamata asthenoteratozoospermia. Questa condizione è caratterizzata da poca motilità degli spermatozoi e forma anomala degli spermatozoi.

Fattori Genetici nell'Infertilità Maschile

I ricercatori hanno trovato molte Mutazioni genetiche legate all'asthenoteratozoospermia e all'infertilità maschile. Alcune di queste mutazioni sono presenti in geni che giocano un ruolo nel movimento degli spermatozoi. Ad esempio, sono state identificate mutazioni nella famiglia di geni DNAH, che comprende diversi geni che aiutano con la struttura e la funzione degli spermatozoi.

Comprendere la Struttura degli Spermatozoi

Le cellule spermatiche hanno una struttura specifica che le aiuta a muoversi. Questa struttura include una parte chiamata assonema, che è composta da microtubuli organizzati in un modello noto come "9+2". In uno spermatozoo sano, questa disposizione aiuta con il movimento. L'assonema consiste in braccia di dyneina esterne e interne, che sono cruciali per il movimento degli spermatozoi.

Il Ruolo dei Geni DNAH

La famiglia di geni DNAH è essenziale per la struttura dell'assonema. Diversi geni in questa famiglia lavorano insieme per creare il movimento necessario affinché gli spermatozoi nuotino in modo efficace. Le mutazioni in questi geni possono portare a problemi nel movimento e nella forma degli spermatozoi. Alcuni studi mostrano collegamenti tra mutazioni in geni DNAH specifici e condizioni come l'asthenoteratozoospermia.

Altre Connessioni Genetic

Oltre ai geni DNAH, i ricercatori hanno identificato altri geni legati a ciglia e Flagelli, che contribuiscono anch'essi al movimento degli spermatozoi. Nonostante siano stati identificati vari geni legati all'infertilità maschile, molti casi rimangono ancora inspiegati. Questo suggerisce che ci siano probabilmente altri fattori genetici che influenzano la funzione degli spermatozoi e che devono ancora essere scoperti.

Indagare su DNAH12

Uno dei geni di interesse è DNAH12, che svolge un ruolo unico all'interno della famiglia DNAH. DNAH12 è conosciuto per essere diverso perché non ha il dominio tipico di legame con i microtubuli presente in altre proteine DNAH. Gli scienziati hanno previsto che le mutazioni in questo gene potrebbero portare all'infertilità maschile, ma le prove concrete sono rimaste scarse.

Panoramica dello Studio di Ricerca

In uno studio recente, i ricercatori si sono concentrati su 796 uomini infertili provenienti da Pakistan e Cina diagnosticati con asthenozoospermia. Hanno utilizzato una tecnica chiamata sequenziamento dell'intero esoma per identificare mutazioni nel loro DNA. Questo processo aiuta i ricercatori a vedere l'intera immagine del patrimonio genetico di una persona e trovare mutazioni specifiche.

Scoprire Mutazioni

Attraverso la loro ricerca, hanno scoperto sei nuove mutazioni nel gene DNAH12 tra i pazienti. Queste mutazioni hanno portato all'assenza totale della proteina DNAH12 negli spermatozoi degli uomini colpiti. Per capire meglio gli effetti di queste mutazioni, i ricercatori hanno creato due modelli murini privi del gene DNAH12. Questi modelli murini mostravano sintomi simili ai pazienti umani, fornendo ulteriori prove della base genetica della condizione.

Osservare Difetti negli Spermatozoi

I ricercatori hanno utilizzato tecniche di imaging avanzate per esaminare da vicino gli spermatozoi sia dei pazienti umani che dei topi. Hanno scoperto che gli spermatozoi dei pazienti con mutazioni in DNAH12 presentavano diversi difetti strutturali, compresi problemi con l'assonema. C'era una perdita di strutture importanti come la coppia centrale di microtubuli, fondamentale per il movimento degli spermatozoi. Questo ha confermato che DNAH12 è essenziale per la corretta struttura e funzione degli spermatozoi.

L'Importanza delle Interazioni

Lo studio ha anche esplorato come DNAH12 interagisce con altre proteine coinvolte nel movimento degli spermatozoi. Queste interazioni sono necessarie per assemblare i componenti richiesti per le code degli spermatozoi. Quando DNAH12 è assente, le proteine che di solito lavorano con esso, come DNALI1 e DNAH1, non riescono a localizzarsi ai flagelli, il che porta a una funzione spermatozoica insufficiente.

Implicazioni per il Trattamento

Data la connessione tra le mutazioni di DNAH12 e l'infertilità maschile, queste scoperte aprono la porta a potenziali trattamenti. Uno di questi trattamenti è l'iniezione intracitoplasmatica di spermatozoi (ICSI), un metodo usato per assistere le coppie con problemi di infertilità. L'uso riuscito di spermatozoi da topi privi di DNAH12 nell'ICSI indica che questa tecnologia potrebbe avvantaggiare gli uomini con mutazioni in DNAH12.

Conclusione

Questa ricerca evidenzia il ruolo critico di DNAH12 nella fertilità maschile e nella formazione di spermatozoi sani. Comprendendo le basi genetiche dell'infertilità maschile, i professionisti della salute possono offrire consigli e trattamenti migliori per le coppie che faticano a concepire. La ricerca futura continuerà probabilmente a scoprire i fattori genetici che influenzano la funzione degli spermatozoi, migliorando la vita di molti che cercano di costruire le proprie famiglie.

Fonte originale

Titolo: Deficiency in a special dynein DNAH12 causes male infertility by impairing DNAH1 and DNALI1 recruitment in humans and mice

Estratto: Asthenoteratozoospermia, a prevalent cause of male infertility, lacks a well-defined etiology. DNAH12 is a special dynein featured by the absence of a microtubule-binding domain, however, its functions in spermatogenesis remain largely unknown. Through comprehensive genetic analyses involving whole-exome sequencing and subsequent Sanger sequencing on infertile patients and fertile controls from six distinct families, we unveiled six biallelic mutations in DNAH12 that co-segregate recessively with male infertility in the studied families. Transmission electron microscopy (TEM) revealed pronounced axonemal abnormalities, including inner dynein arms (IDAs) impairment and central pair (CP) loss in sperm flagella of the patients. Mouse models (Dnah12-/- and Dnah12mut/mut) were generated and recapitulated the reproductive defects in the patients. Noteworthy, DNAH12 deficiency did not show effects on cilium organization and function. Mechanistically, DNAH12 was confirmed to interact with two other IDA components DNALI1 and DNAH1, while disruption of DNAH12 leads to failed recruitment of DNALI1 and DNAH1 to IDAs and compromised sperm development. Furthermore, DNAH12 also interacts with radial spoke head proteins RSPH1, RSPH9, and DNAJB13 to regulate CP stability. Moreover, the infertility of Dnah12-/- mice could be overcome by intracytoplasmic sperm injection (ICSI) treatment. Collectively, DNAH12 plays a crucial role in the proper organization of axoneme in sperm flagella, but not cilia, by recruiting DNAH1 and DNALI1 in both humans and mice. These findings expand our comprehension of dynein component assembly in flagella and cilia and provide a valuable marker for genetic counseling and diagnosis of asthenoteratozoospermia in clinical practice.

Autori: Baolu Shi, M. Yang, H. M. J. Hussain, M. Khan, Z. Muhammad, J. Zhou, A. Ma, X. Huang, J. Ye, M. Chen, A. Zhi, T. Liu, R. Khan, A. Asim, W. Shah, A. Zeb, N. Ahmad, H. Zhang, B. Xu, H. Ma

Ultimo aggiornamento: 2024-06-23 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.20.599934

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.20.599934.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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