Μια πρωτεΐνη ρυθμίζει την οργάνωση του DNA κατά την ανάπτυξη του σπέρματος

Σε γενικές γραμμές, η υπογονιμότητα θεωρείται ένα γυναικείο πρόβλημα. Στην πραγματικότητα όμως, πάνω από 3 εκατομμύρια άνδρες σε όλη την Αμερική είναι υπογόνιμοι. Μια ερευνητική ομάδα μάλιστα, πρόσφατα περιέγραψε ένα βασικό συμβάν που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των σπερματοζωαρίων, το οποίο είναι θεμελιώδες για την ανδρική γονιμότητα. Οι ερευνητές προσπάθησαν να εξηγήσουν πως μια πρωτεΐνη ρυθμίζει την οργάνωση του DNA στο χώρο του κυττάρου, έτσι ώστε να προστατέψει τις γενετικές πληροφορίες ενός άνδρα.

Τα σπερματοζωάρια δεν είναι παρά το μέσο μεταφοράς των γενετικών πληροφοριών του άνδρα. Το πολύ εξειδικευμένο αυτό κύτταρο είναι κάτι παραπάνω από μια δέσμη DNA που ενισχύεται από κινητικά μόρια. Πρόκειται για ένα παρά πολύ μικρό κύτταρο με μήκος, από την κεφαλή του μέχρι την ουρά, μόλις 50 μικρόμετρα, γεγονός που το καθιστά φυσικά μη ορατό με γυμνό μάτι. Το ωάριο είναι 30 φορές μεγαλύτερο.

Το μικρό μέγεθος του σπερματοζωαρίου έχει οφέλη, όπως είναι για παράδειγμα ο μικρός όγκος που έχει να μεταφέρει κατά την αναζήτηση του ωαρίου, αλλά επίσης συνδέεται με κάποιες δυσκολίες. Μια από αυτές είναι ότι το γενετικό υλικό ενός άνδρα πρέπει να οργανωθεί έτσι, ώστε να χωρέσει μέσα στο μικροσκοπικό χώρο του κυττάρου.

Αυτό το πρόβλημα οργάνωσης δε συναντάται μόνο στο σπερματοζωάριο. Κάθε κύτταρο στον ανθρώπινο οργανισμό περιέχει ένα ολοκληρωμένο ανθρώπινο γονιδίωμα, το οποίο εάν ξετυλιχθεί φτάνει σε μήκος τα 2 περίπου μέτρα. Για να μπορέσει λοιπόν όλο αυτό το γενετικό υλικό να χωρέσει μέσα σε ένα μικρό κύτταρα, το κύτταρο συμπιέζει τις γενετικές πληροφορίες. Σε κάθε κυτταρικό πυρήνα το DNA τυλίγεται σαν ιστός σε πρωτεϊνικές δομές που έχουν το σχήμα καρουλιού και ονομάζονται ιστόνες. Ο ιστός του DNA μπορεί να ξετυλιχτεί ανά πάσα στιγμή και να επιτρέψει την πρόσβαση σε γενετικές πληροφορίες. Στα σπερματοζωάρια, πιο συγκεκριμένα, το πρόβλημα οργάνωσης του χώρου είναι πιο οξύ και οι ιστόνες αντικαθίστανται από πολύ μικρές πρωτεΐνες που ονομάζονται προταμίνες. Η διεργασία αυτή αναδιοργάνωσης ονομάζεται αναδόμηση της χρωματίνης και είναι θεμελιώδης για την ανδρική γονιμότητα.

Στην πρόσφατη δημοσίευση τους οι ερευνητές αναφέρουν ότι εντόπισαν μια πρωτεΐνη, την Chd5, ως το βασικό ρυθμιστή της αναδόμησης της χρωματίνης κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των σπερματοζωαρίων. Αυτό που έκαναν οι ερευνητές ήταν να αφαιρέσουν και τα δύο αντίγραφα του υπεύθυνου γονιδίου για την Chd5 από αρσενικά ποντίκια. Ανακάλυψαν ότι τα ποντίκια αυτά είχαν σημαντικά ελλείμματα στη γονιμότητά τους, όπως ήταν η χαμηλή συγκέντρωση και η χαμηλή κινητικότητα των σπερματοζωαρίων. Τα σπερματοζωάρια των ποντικιών αυτών δεν κατάφεραν να γονιμοποιήσουν ωάριο όταν επιχειρήθηκε η εξωσωματική γονιμοποίηση.

Η ερευνητική ομάδα ενδιαφέρθηκε για την εν λόγω πρωτεΐνη από την πρώτη στιγμή που την ανακάλυψε, το 2007, ως πιθανό ανασταλτικό παράγοντα καρκινογένεσης. Η λειτουργία αυτή σχετίζεται με την αναδόμηση της χρωματίνης, η οποία όταν δεν είναι επαρκής προκαλεί τη μετατροπή των φυσιολογικών κυττάρων σε καρκινικά. Ακριβώς ευειδή, η πιο έντονη αναδόμηση της χρωματίνης λαμβάνει χώρα όταν τα εξειδικευμένα κύτταρα που μεταφέρουν τις γενετικές πληροφορίες αναπτύσσονται σε σπερματοζωάρια, είναι λογικό η λειτουργία της Chd5 να είναι κι εδώ πολύ σημαντική. Όταν η πρωτεΐνη αυτή έλειπε βρέθηκε ότι η αναδόμηση της χρωματίνης διαταραζόταν και οι ιστόνες δεν αντικαταστάθηκαν επαρκώς με τις προταμίνες. Το αποτέλεσμα ήταν ότι η απουσία της πρωτεΐνης οδηγούσε σε καταστροφές του διπλού έλικα του DNA σε πολλαπλά σημεία του γονιδιώματος.

Συμπερασματικά, η απουσία της Chd5 δεν οδηγεί μόνο σε υπογονιμότητα, αλλά βάζει σε κίνδυνο τις μελλοντικές γενιές, εξαιτίας του αυξημένου κινδύνου εμφάνισης νοσημάτων από τη γονιμοποίηση με προβληματικά σπερματοζωάρια. Είναι πολύ πιθανό η ορμόνη να προστατεύει από ιατρικές καταστάσεις που σχετίζονται με καταστροφή του γενετικού υλικού και των αυτόματων μεταλλάξεων, όπως είναι ο καρκίνος και ο αυτισμός.

Οι ερευνητές τονίζουν πως μέχρι στιγμής η σύνδεση της Chd5 με την ανδρική γονιμότητα έχει ακόμα το χαρακτήρα μιας απλής συσχέτισης. Το επόμενο βήμα είναι η ολοκληρωμένη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η πρωτεΐνη επηρεάζει την ανάπτυξη των σπερματοζωαρίων στους ανθρώπους.

Πηγή: medicalnewstoday

Μιλήστε
μας