Einzelnes Protein steuert Tausende von Genen für Sperma-Entwicklung

Ein einziges Protein reguliert eine Batterie von schlüsselgene im inneren Entwicklung von Spermien, laut einer neuen Studie aus der Case Western Reserve University School of Medicine. Wissenschaftler entdeckten die Protein-Dazl genannt – steuert ein Netzwerk von Genen, die wesentlich für die Entwicklung von Spermien zu replizieren und zu überleben. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Cell Reports, könnte den Grundstein für die zukünftige Forschung in Therapien für unfruchtbare Männer legen.

„Während Dazl bekannt war sehr wichtig für Fruchtbarkeit und reproduktive Gesundheit, seine eigentliche Rolle innerhalb der Zellen schlecht war klar“, sagte erste Autor der Studie, Leah Zagore, Student an der Case Western Reserve University. Zagore der Forschung zeigte Dazl legt physisch auf 2.290 RNAs in Keimzellen-Vorläuferzellen, die letztlich in Spermien wachsen.

Keimzellen sind außergewöhnlich – sie werden Spermien und Eier und letztlich eines Organismus nachkommen. Männliche Keimzellen müssen vor allem immer wieder im Laufe des Lebens eines Mannes replizieren. „Diese spezialisierten Zelle einzigartige Regulierung und Kontrolle der Genexpression, erfordert“, sagte Zagore „Dazl Funktionen als master Regulator. Es fördert die richtigen Werte von anderen Proteinen, die wiederum viele essentielle Prozesse innerhalb der wachsenden Sperma, einschließlich Verbreitung und Zelle überleben steuern.“

Obwohl Dazl an Tausende von RNAs bindet, nicht jede Interaktion ist sinnvoll, sagen die Forscher. „Dazl bindet eine sehr einfache Sequenz in der RNS, eine Reihe von drei RNA-Basen (G-U-U), die alle über RNA-Fragmente auftritt.“ Aber wir fanden, dass G-U-Us, die direkt durch Dazl gebunden sind hochkonzentriert an einen bestimmten Ort auf RNAs, „sagte Zagores Berater Donny Licatalosi, Ph.d., Assistant Professor in der Mitte für RNA Wissenschaft und Therapeutik Case Western Reserve University School of Medizin. „Dieser Ort tritt direkt vor der“PolyA Tail“fand am Ende fast alle Messenger-RNAs, die Vorlagen, um Proteine herzustellen sind.“

Diese stark eingeschränkte Muster zeigt an, dass der PolyA-Tail ist ein Schlüsselfaktor in wo Dazl bindet. Es fungiert als Teil eines allgemeinen Lieferbedingungen, die Dazl auf Tausende von verschiedenen mRNAs lädt. Überraschenderweise scheinen nur eine Teilmenge der RNAs, die Dazl Bindung (~ 22 %) geregelt werden. Die lieferstrategie ist breit, so dass viele RNAs sind mit Dazl geladen, aber nur für eine Teilmenge von RNAs diese Interaktion direkt an positiven Genregulation führt. Sagte Licatalosi, „Sie denken konnte es als marketing-Kampagne mit nur einer Handvoll Helfer, die wirklich, deren Meinungen zählen Masse.“ Viele RNAs in der Teilmenge der regulierten Gene kodieren Proteine Zellzyklus-Platzierung Dazl in eine zentrale Rolle, die Regulierung der Zellproliferation bei der Entwicklung von Spermien.

Die Arbeit war eine Gemeinschaftsarbeit mit Columbia University und viele der Case Western Reserve Kern Einrichtungen, einschließlich der Zytometrie und Mikroskopie Kern, Genomics Core und Transgenic und Targeting-Anlage. „Es ist nur durch die Kombination von fluoreszierenden Kennzeichnung von Zellen, Durchflusszytometrie, und mehrere RNA Profilierung und Mapping-Tools, dass wir die Teile zusammen, um langjährige Fragen über Dazl Rolle bei der Keimzelle überleben setzen können“, sagte Licatalosi. „Wir haben jetzt ein besseres Verständnis der molekularen Ereignisse, die Keimzellen Überleben zu sichern.“ Zusätzliche Zagore, „Untersuchung der Dazl kann auch uns ein besseres Verständnis für die Wege, die Steuerung, Regulierung des Zellzyklus und die Mechanismen zur RNA Netzwerke koordinieren geben.“

Weitere Informationen:
Leah L. Zagore et al, DAZL regelt die Keimzelle Überleben durch ein Netzwerk von PolyA-proximalen mRNA Interaktionen, Cell Reports (2018). DOI: 10.1016/j.celrep.2018.10.012

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