男性不妊を引き起こす異常な精子エピゲノムが解明される

ペンシルベニア大学医学部の研究チームは、「Developmental Cell」にて、マウスを用いた動物モデル実験を通して、男性不妊の要因となる正常に機能しない精子エピゲノムを解明したと発表した。

今回、不妊の雄マウスにて、欠陥のある精子を綿密に解析し、残存ヒストンの正確な遺伝子位置や主要な遺伝子の規則性が解明された。これまで、男性不妊は、発達段階におけるDNAのヒストン(クロマチン(染色体)を構成する主要なタンパク質)の欠陥に関係があると考えられてきた。

研究チームは、制御遺伝子Gcn5が変異したマウスを用いた動物モデル実験を行い、新たなゲノムワイドDNAシーケンス「網羅的オープンクロマチン領域解析(ATACシーケンス)」にて発達初期段階から受精まで精子の欠陥を綿密に解析した。

男性不妊、男性不妊の潜在的な治療法、自然妊娠および体外受精にて父親から遺伝する胚のエピジェネティックな突然変異に関する理解を深めるうえで、今回の研究は重要なステップとなる。

男性不妊や胚の発達において残存ヒストンは重要な役割を担い、それゆえ、遺伝子位置は、将来の研究および最終的には治療に活用される可能性を秘める。

ATACシーケンスより、残存ヒストンの正確な遺伝子位置、主要な遺伝子の規則性が解明された。精子のGcn5に突然変異があったマウスは、誤った遺伝子配置を理由に生殖能力が非常に低くなった。

一方、正常な精子をもつマウスでは、胚の成長初期段階において、残存ヒストンとヒストン位置に相関関係が認められ、父親のヒストンが子へと遺伝することが立証された。

エピジェネティクスは、DNAにエンコードされていない生物の遺伝学に影響を与える要因であり、精子・卵子形成に大きな役割を担う。原因不明の男性不妊は精子数・精子運動率は正常であり、一見すると問題ないが妊娠に至らない。

クロマチンはDNAパッケージングにて遺伝子のオン・オフを調節し、プロテインに置き換えるが、健康な精子では、クロマチンの主なタンパク質であるヒストンを90％から95％を失う。より少ないタンパク質は、小さな精子にてDNAを適切にパッケージする。

今回の研究では、ヒストンが誤った位置に配置された場合、精子および発達初期段階に悪影響を及ぼすと報告された。

（画像はプレスリリースより）




Penn Medicine
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