Każdego roku miliony par na świecie zmagają się z niepłodnością. Według WHO problem dotyka nawet 1/6 populacji świata. Badania naukowców z Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie (IIMCB) opublikowane w Nature Communications oraz Scientific Data pozwalają lepiej zrozumieć molekularne podstawy nieprawidłowego rozwoju komórek jajowych i plemników.
Nauka w dalszym ciągu poszukuje odpowiedzi na pytania o molekularne mechanizmy prowadzące do niepłodności. Zespół badaczy z Laboratorium Biologii RNA – Grupa ERA Chairs w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej (IIMCB), skupił się na białkach TENT5, które stosunkowo niedawno znalazły się w polu zainteresowania biologii. Analizy bioinformatyczne pozwoliły na ich identyfikację dopiero w 2016 r. Białka TENT5 odpowiadają za poliadenylację – proces niezbędny m.in. dla prawidłowego rozwoju komórki jajowej i plemnika.
„Mówiąc najprościej, bez białek TENT5 nie ma poliadenylacji, a bez poliadenylacji nie ma życia” – wyjaśnia jeden z głównych autorów badania, dr Michał Brouze. – „Dotychczas panował pogląd, że jeżeli brakuje TENT5 lub z różnych przyczyn nie pełnią one swojej funkcji, mogą być zastąpione przez inne białka. My udowodniliśmy, że są niezastępowalne – jest to istotna zmiana w dotychczasowej wiedzy na temat molekularnych mechanizmów płodności i bezpłodności”.
W badaniu połączono różne metodologie i aspekty badań biologicznych. Zespół przeprowadził badania nad mutacjami czterech białek rodziny TENT5 u myszy, z zastosowaniem metod klasycznej embriologii. Skupiono się na morfologii oocytów i plemników oraz ich potencjale do rozwoju i zapłodnienia. Jednocześnie użyto najnowocześniejszych precyzyjnych metod badania kwasów nukleinowych, m.in. korzystając z sekwencjonowania całych nici RNA z użyciem nanoporów na platformie ONT i poszukiwania powtarzalnych motywów w tych sekwencjach, które mogłyby decydować o specyficzności działania białek TENT5.
Kompleksowa analiza tak uzyskanych danych przez mgr. Agnieszkę Czarnocką-Cieciurę, główną autorkę pracy opublikowanej w Scientific Data, umożliwiła identyfikację specyficznych genów zależnych od TENT5, które są niezbędne dla rozwoju gamet.
„Nasze badanie opisane w ostatnich publikacjach, pokazują konkretne mechanizmy molekularne i bezpośrednio zwiększają zrozumienie działania najważniejszych mechanizmów w komórce jajowej i plemniku” – opisuje dr Brouze. – „Te wyniki będą cenne dla naukowców badających cytoplazmatyczną poliadenylację w kontekście rozwoju gamet i niepłodności. W rezultacie, nasze wyniki mogą wyjść poza laboratoria i stanowić fundament przyszłych terapii w leczeniu niepłodności”.
Artykuł naukowy w Nature Communications zatytułowany “TENT5-mediated polyadenylation of mRNAs encoding secreted proteins is essential for gametogenesis in mice” jest dostępny pod linkiem:
https://www.nature.com/articles/s41467-024-49479-4
Artykuł naukowy w Scientific Data zatytułowany “Comprehensive analysis of poly(A) tails in mouse testes and ovaries using Nanopore Direct RNA Sequencing” jest dostępny pod linkiem:
https://www.nature.com/articles/s41597-024-04226-8
