به گزارش بنیان به نقل از ScienceDaily، میوز نوع خاصی از تقسیم سلولی است که در تخمدان ها و بیضه ها انجام می شود تا با کاهش تعداد کروموزوم ها به نصف تعداد اصلی، تخمک و اسپرم را تولید کند. پس از کامل شدن میوز، DNA همچنان متراکم شده و تحت تغییرات مورفولوژیکی عمده ای قرار می گیرد که مشخصه اسپرماتوژنز است. این فرایند باعث می‌شود بیان بسیاری از ژن هایی که قبلا در انجام میوز در اسپرماتوژنز فعال بودند، غیرفعال شوند. با این حال، جزئیات مکانیسمی که میوز را در زمان مناسب تکمیل می کند، ناشناخته است و اگرچه این موضوع، مسئله مهمی است که به طور مستقیم با طب باروری از جمله ناباروری مردان ارتباط دارد، اما سال هاست که به صورت یک مسئله حل نشده باقی مانده است.

محققان دانشگاه Kumamoto  در مطالعات قبلی خود موفق به کشف  MEIOSINشدند، ژنی که میوز را فعال می کند و باعث می شود صدها ژن درگیر در تشکیل اسپرم و تخمک به طور همزمان فعال شوند. در این میان، بسیاری از ژن ها عملکردهایی دارند که هنوز به طور کامل شناخته نشده اند. این گروه تحقیقاتی در ادامه کار خود و برای تعیین عملکرد این ژن ها، ژن ZFP541 را برای بررسی دقیق انتخاب کردند.

هنگامی که عملکرد ژن ZFP541 در موش ها با استفاده از ویرایش ژنومی حذف شد، سلول های زایای نر شروع به میوز کردند اما طی این پروسه از بین رفتند که باعث ناباروری در موش‌ها شد چرا که هیچ اسپرمی تولید نشد. بررسی دقیق بیضه های این موش ها نشان داد که ژن ZFP541 نقش اساسی در تنظیم میوز دارد و یک ژن مهم در تولید اسپرم است.

علاوه بر این،ZFP541  در مرحله پروفاز تاخیری میوز بیان شده و به مناطق تنظیم کننده (که پروموتر نامیده می شوند) در بسیاری از ژن های مرتبط با میوز متصل می شود. مشخص شده است که هیستون های استیله شده در ناحیه تنظیم کننده پروموترها قرار می گیرند و به عنوان شاخصی برای فعال شدن مداوم بیان ژن می باشند. محققان دریافتند که ZFP541 به پروتئین ناشناخته ای به نام KCTD19 و آنزیمی به نام HDAC1 که گروه های استیل را از هیستون ها حذف می کند، متصل می شود. این نتایج نشان می دهد که ZFP541 و HDAC1 با همکاری هم گروه استیل هیستون ها را حذف کرده و بیان ژن های مرتبط با میوز را غیرفعال می کنند و بدین ترتیب باعث کامل شدن میوز می شوند. نتایج این مطالعه در مجله Nature Communication منتشر شده است. 

بنا به اظهار دکتر Yuki Takada، سرپرست این مطالعه، "اگرچه این نتایج در موش ها به دست آمده است، اما ZFP541 در انسان نیز وجود دارد. موارد زیادی از ناباروری در انسان وجود دارد که علت آن ناشناخته است، اما انتظار می رود که این یافته ها به روشن شدن علت ناباروری به ویژه در موارد مربوط به دیسپلازی اسپرم کمک کند".

محققان همچنین معتقدند که تحقیقات آن ها می تواند با آشکار کردن عملکرد سایر ژن های دخیل در روند تشکیل تخمک و اسپرم در پیشرفت درمان ناباروری کاربرد داشته باشد.

پایان مطلب/

لینک منبع:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23378-4