Мыши помогли описать новый ген мужского бесплодия

Опыты на мышах показали, что мутация в гене FSIP2 вызывает дефекты в структуре жгутика сперматозоида, а чрезмерная экспрессия нормального его варианта приводит к образованию подвижных мужских половых клеток. Результаты обнародованной в журнале Development работы могут способствовать разработке новой терапии мужского бесплодия.

Мужское бесплодие поражает более двадцати миллионов мужчин по всему миру. Примерно в 40−50 процентах случаев, когда пара не может зачать ребенка, именно оно является причиной. В основе мужского бесплодия могут лежать различные механизмы. Одним из них является недостаточное количество сперматозоидов. Недавнее исследование указывает, что потенциально эту проблему могут решить инъекции белка, который способствует развитию сперматозоидов. Но иногда проблема кроется не в количестве, а в качестве сперматозоидов. Последние могут иметь многочисленные дефекты, которые не позволяют нормально двигаться и добраться до яйцеклетки или оплодотворить ее. Проблема может заключаться в дефекте акросомы, которая содержит ферменты для растворения оболочки яйцеклетки и проникновение в нее, неправильной работе митохондрий, которые обеспечивают сперматозоид энергией для движения. Бывает также, что мужские половые клетки имеют укороченный, закрученный или иначе деформирован жгутик, который обеспечивает продвижение, или же его вовсе нет. К таким последствиям могут приводить генетические мутации, и их изучением занялись ученые гуанчжоуского медицинского университета.

Ученые взялись анализировать образцы спермы, полученные от мужчин с бесплодием. При изучении они наткнулись на образец мужчины, чьи сперматозоиды имели многочисленные дефекты жгутика. Генетический анализ показал, что причина может быть в гене FSIP2. Он кодирует одноименный белок, являющийся компонентом фиброзной оболочки сперматозоида. Эта оболочка обеспечивает прочность и гибкость хвоста сперматозоида, что важно для преодоления плотной и вязкой среды внутри половых путей женщины, через которые они пробираются к яйцеклетке.

Чтобы лучше исследовать роль мутации, ученые провели дальнейшие опыты на двух группах мышей. Первые имели модифицированный геном с геном FSIP2, что соответствует таковому в пациента с бесплодием. Другая группа мышей чрезмерно производила нормальный вариант белка FSIP2.

Ожидаемо, мыши с человеческой мутацией, оказались бесплодными. А кроме этого более 50 процентов из них не могли плыть вперед, хотя некоторые и двигали жгутиками. Противовес им, мыши в которых ген FSIP2, оставался фертильным. Ученые заметили, что в этих самцах примерно в семь раз больше, чем в нормальных мышах, сперматозоидов с удлиненными хвостами, которые могут плыть быстрее и имеют больший потенциал к оплодотворению яйцеклетки.

Дальнейшее изучение показало, что у мышей с человеческой мутацией сперматозоиды имели недостаточное количество белка, окружающий хвост в составе фиброзной оболочки, митохондрии и акросому. Зато у мышей с избыточной экспрессией гена производилось преимущественно больше белка, который формирует фиброзную оболочку жгутика, но это не приводило к патологическим изменениям структуры половых клеток, а вероятно, облегчало их движение. Авторы надеются, что их работа поможет в создании новых подходов к лечению мужского бесплодия.

Перевод материала nauka.ua