Comprendre les mécanismes qui contrôlent l'expression de

Un nouveau gène qui contrôle l'achèvement de la méiose dans la spermatogenèse a été découvert par des chercheurs de l'Université de Kumamoto. Jusqu'à présent, les détails du mécanisme qui inactive l'expression des gènes impliqués dans le programme méiotique au cours de la spermatogenèse n'avaient pas été clarifiés. Les chercheurs pensent que cela pourrait conduire à un progrès en médecine de la reproduction, comme l'identification des causes d'infertilité à partir d'azoospermie ou de défauts spermatogènes.

La méiose est le type spécial de division cellulaire qui a lieu dans les ovaires et les testicules pour produire des ovules et du sperme en réduisant le nombre de chromosomes à la moitié de l'original. Une fois la méiose terminée, l'ADN continue d'être fortement condensé et subit des changements morphologiques majeurs qui sont caractéristiques de la spermiogenèse. Ce processus inactive l'expression de nombreux gènes qui étaient auparavant actifs dans la réalisation de la méiose dans la spermiogenèse. Cependant, les détails du mécanisme qui complète le programme méiotique au moment approprié sont inconnus, et bien qu'il s'agisse d'un problème important directement lié à la médecine de la reproduction, comme l'infertilité masculine, il est resté un problème non résolu de nombreuses années.

Le groupe du professeur Ishiguro à l'Institut d'embryologie moléculaire et de génétique (IMEG) de l'Université de Kumamoto a précédemment découvert MEIOSIN, un gène qui active la méiose et provoque l'activation simultanée de centaines de gènes impliqués dans la formation des spermatozoïdes et des ovules. Parmi eux, de nombreux gènes ont des fonctions encore mal comprises. Dans leur travail pour vérifier ces fonctions, les chercheurs ont sélectionné le gène ZFP541 à analyser en détail.

Lorsque la fonction du gène ZFP541 chez la souris a été éliminée en utilisant l'édition du génome, les cellules germinales mâles ont commencé la méiose mais sont mortes au cours du processus, entraînant l'infertilité car aucun spermatozoïde n'a été produit. Une analyse détaillée des testicules de ces souris a révélé que le gène ZFP541 joue un rôle essentiel dans la régulation de la méiose et est un gène important impliqué dans la production de sperme.

De plus, ZFP541 est exprimé dans la prophase méiotique tardive et se lie aux régions régulatrices (appelées promoteurs) de nombreux gènes liés à la méiose. Il est connu que les histones acétylées sont présentes dans la région régulatrice des promoteurs en tant que marqueur pour l'activation soutenue de l'expression génique. Grâce à une analyse par spectrométrie de masse, les chercheurs ont découvert que le ZFP541 se lie à une protéine inconnue appelée KCTD19 et à une enzyme appelée HDAC1 qui, selon des études antérieures, élimine les groupes acétyle des histones. Ces résultats montrent que ZFP541 et HDAC1 éliminent ensemble le groupe histone acétyle, inactivent l'expression des gènes liés à la méiose et complètent la méiose.

"Cette recherche fait suite à notre découverte de MEIOSIN publiée en février 2020 et révèle une partie de la fonction d'un gène sous le contrôle de MEIOSIN dont la fonction est encore inconnue", a déclaré le Dr Yuki Takada, qui a dirigé l'étude. "Bien que ces résultats aient été vérifiés chez la souris, le ZFP541 est également connu pour exister chez l'homme. Il existe de nombreux cas d'infertilité chez l'homme dont la cause est inconnue, mais nous nous attendons à ce que ce résultat contribue à l'élucidation de la pathogenèse de l'infertilité, en particulier ceux liés à la dysplasie des spermatozoïdes.

Les chercheurs pensent également que leurs recherches peuvent être appliquées au développement d'une technologie de traitement de l'infertilité. En élucidant les fonctions d'autres gènes dans le processus de formation des ovules et des spermatozoïdes, ils espèrent apporter une contribution significative à la médecine de la reproduction.

Source de l'histoire :

Matériaux fourni par Université de Kumamoto. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.