男性生育基因的发现照亮了精子成功之路

来自爱丁堡大学和其他地方的科学家发现了一种新的基因，它作为一对基因的一部分来保护男性的生育能力。了解这两个基因如何协同工作可以解释一些严重的男性不育病例的基础。研究结果的全部细节发表在本周《分子细胞》杂志上一篇题为“ C19ORF84 连接 piRNA 和 DNA 甲基化机制以保护哺乳动物种系”的论文中。

对男性不育病例的遗传分析表明，SPOCD1 基因的罕见突变会破坏健康精子在发育最早阶段的形成。该基因与以前未知的 C19orf84 基因协同作用，保护精子细胞的早期前体免受损害。

爱丁堡大学再生医学中心小组组长、该研究的主要作者 Dónal O'Carroll 博士表示：“这是一个精彩的合作项目，它导致了男性不育的新遗传原因的发现。” “我们还加深了对健康精子细胞发育至关重要的过程的理解。这些机制见解使我们能够更好地理解精子发育过程中难以捉摸的过程，从而保持其遗传完整性并避免过早死亡。”

研究小组从之前对小鼠的研究中得知，SPOCD1 活性可以保护生殖细胞在发育过程中免受损伤，但尚不清楚同样的过程是否也发生在人类身上。为了找到这些答案，在这项研究中，科学家们查看了 2,900 多名参与不孕不育研究的男性的基因数据。该数据集包括患有隐精症和无精症等病症的男性，这些病症产生的精子很少或根本不产生。这些病症影响着大约百分之一的男性。百分之四十五的病例没有已知的原因，但科学家怀疑有遗传基础。  

研究人员从数据中识别出三名男性的 SPOCD1 基因有缺陷，并观察到他们的生殖细胞受损，阻碍了健康精子的发育，导致不育。研究还发现，SPOCD1 基因有缺陷的男性患有最严重的不育症、无精症和隐精症。

他们对 SPOCD1 突变形式的分析有助于阐明 C19orf84 在精子发育过程中的防御作用。它还解释了为什么生殖细胞在重编程过程中逃脱了损伤，重编程会消除添加到沉默跳跃基因中的保护性化学标签。具体来说，C19orf84 将 SPOCD1 蛋白与细胞的保护性化学标签制作机制连接起来，并在跳跃基因损坏基因组之前将它们引导至跳跃基因。

“这项研究增强了我们在分子和基因水平上对男性不育症的理解，”爱丁堡大学生物科学学院高级研究员、该研究的第一作者和共同通讯作者 Ansgar Zoch 博士说。“我们提供了强有力的证据，证明 SPOCD1 可纳入男性不育患者的基因筛查中。”