Kyoto Üniversitesi'nde geliştirilen yeni bir tarama sistemi, araştırmacıların sperm hücresi gelişimini ve sağlığını moleküler düzeyde araştırmasına olanak tanıyor. Cell Genomics'te yayınlanan ve Entegre Hücre Malzeme Bilimleri Enstitüsü'nden (iCeMS) Profesör Jun Suzuki tarafından yönetilen çalışma, canlı organizmalardaki testis hücreleri içindeki genleri doğrudan hedefleyerek kritik bir boşluğu ele alıyor.

Araştırmacılar, CRISPR adı verilen ve genetik makasa benzetilebilecek bir genetik araç kullanarak, canlı hayvanlarda hangi genlerin sağlıklı sperm üretimine katkıda bulunduğunu araştıracak bir yöntem geliştirdi. Şimdiye kadar bu, çoğunlukla laboratuvarda yetiştirilen hücrelerde yapılıyordu. Araştırmacılar, lentivirüsteki genetik araçların bir koleksiyonunu testislerdeki testis hücrelerine yüksek verimlilikle sokmak için bir yöntem geliştirerek genleri rastgele bozdular. Bu yöntemle araştırmacılar, hedeflenen genlerin, hücre zarlarındaki lipitlerin (yağların) hareketi gibi sperm hücrelerindeki spesifik biyokimyasal reaksiyonlar üzerindeki etkilerini analiz etmeyi mümkün kıldı.

Ekip, sperm hücrelerinin bir yumurtayı dölleme yeteneğine sahip olduğu bir süreç olan kusurlu kapasitasyona sahip sperm üzerine odaklandı. Bu spermleri ne kadar kalsiyum emdiklerini ölçerek belirlediler. Bu yöntemi canlı hayvanlarda kullanarak, özellikle sperm hücresi gelişimi sırasında sperm hücresi sağlığını korumak için çok önemli olan spesifik bir gen olan Rd3'ü tanımlamayı başardılar.

Ekip, Rd3'ün göz fonksiyonuyla önceki ilişkisine rağmen, sperm üretiminin erken bir aşaması olan yuvarlak sperm hücrelerinde de oldukça aktif olduğunu ve sperm sağlığının düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını buldu. Bu keşif, Rd3'ün hücrelerdeki enerji üretiminden sorumlu yapılar olan mitokondri ile nasıl etkileşime girdiğinin incelenmesiyle mümkün oldu.

Rd3'ün işlevini daha iyi anlamak için Suzuki ve meslektaşları, Rd3'ün hücresel hasarla bağlantılı bir durum olan oksidatif stresin düzenlenmesi üzerindeki etkisini ortaya çıkaran hesaplamalı bir araç olan Hub-Explorer'ı geliştirdi. Rd3'ün oksidatif stresi düzenlemedeki rolü, gelişim sırasında sperm bütünlüğünün korunmasındaki önemini ortaya çıkardı.

Makalenin ilk yazarı olan Noguchi, “Kadınların çok sayıda doğum kontrol seçeneği olmasına rağmen erkeklerin seçenekleri sınırlı kalıyor. Bu yeni tarama yöntemi, anahtar moleküllerin keşfedilmesine yardımcı olarak umut vaat ediyor ve potansiyel olarak erkekler için yeni doğum kontrol seçeneklerinin ve kısırlık tedavilerinin önünü açıyor. Bu keşifler sadece sperm hücresi gelişimi konusundaki anlayışımızı geliştirmekle kalmıyor, aynı zamanda farklı biyolojik süreçlerdeki gizemleri ortaya çıkarma potansiyelini de gösteriyor. Yöntem aynı zamanda diğer dokulara da uygulanabilir ve potansiyel olarak çok çeşitli hastalıklara yönelik ilaçların geliştirilmesini hızlandırabilir.” diyor.

Kaynak: medicalxpress.com