Scoperto il ruolo dei geni del cromosoma Y nella fertilità maschile nei topi

I maschi hanno tipicamente una copia del cromosoma Y e una copia del cromosoma X, mentre le femmine hanno tipicamente due cromosomi X. Gli scienziati sanno che il cromosoma Y è essenziale per la fertilità maschile, ma quali siano i geni più importanti e come funzionino è meno chiaro.

Nella ricerca pubblicata oggi in Scienzaun gruppo di ricerca del Crick ha risolto questo problema generando tredici diversi modelli murini, ciascuno con diversi geni Y rimossi, e ha studiato la loro fertilità.

I ricercatori hanno studiato la capacità di riproduzione di questi topi adulti, esaminando anche il numero di figli, il numero di spermatozoi prodotti e l’aspetto e la motilità degli spermatozoi.

Hanno scoperto che diversi geni Y erano fondamentali per la riproduzione. Se questi geni venissero rimossi, i topi non potrebbero produrre piccoli, a causa dell’assenza o del numero ridotto di spermatozoi, dell’incapacità di produrre un serbatoio di cellule staminali dello sperma o della forma o del movimento anormale degli spermatozoi.

È interessante notare che alcuni altri geni non hanno avuto alcun impatto se rimossi individualmente, ma hanno portato alla produzione di spermatozoi anomali se rimossi insieme.

Questo è stato il caso di un gruppo di tre geni che modellano una regione del cromosoma chiamata AZFa negli esseri umani. Le delezioni di AZFa sono una causa comune dei casi più gravi di infertilità maschile, ma è difficile dire quali geni nella regione siano responsabili.

I risultati suggeriscono che molti geni Y svolgono un ruolo nella fertilità e possono compensarsi a vicenda se un gene viene perso. Ciò significa anche che alcuni casi di infertilità probabilmente derivano dalla cancellazione di più geni contemporaneamente.

Oltre a regolare la generazione degli spermatozoi, alcuni geni Y sono attivi anche in altri organi, come il cuore e il cervello, dove possono essere molto importanti. Inoltre, con l’avanzare dell’età, alcuni uomini possono perdere i cromosomi Y nel sangue a causa di errori nella divisione cellulare. Questa perdita è associata a condizioni come il morbo di Alzheimer o il cancro, quindi il laboratorio mira ora a capire cosa succede in altri organi nei topi con delezioni del gene Y.

Jeremie Subrini, assistente di ricerca post-dottorato presso il Laboratorio di biologia dei cromosomi sessuali del Crick, e primo autore, ha dichiarato: “La nostra ricerca ha dimostrato che per la fertilità dei topi sono necessari più geni Y di quanto si pensasse. Abbiamo visto che alcuni geni sono cruciali, ma altri hanno un effetto cumulativo. Storicamente, il cromosoma Y è stato a lungo frainteso, non si è ritenuto che fosse essenziale negli adulti e alcuni hanno addirittura ipotizzato che sarebbe scomparso del tutto ora sappiate che chiaramente non è così!”

James Turner, capo gruppo principale del Laboratorio di biologia dei cromosomi sessuali al Crick, e autore senior, ha dichiarato: “L’infertilità è un grosso problema, con 1 coppia su 6 che fatica a concepire. In una percentuale significativa di casi, i fattori genetici, in particolare quelli che coinvolgono il cromosoma Y, tuttavia, i dettagli sono stati difficili da individuare, in parte perché il sequenziamento e lo studio del cromosoma Y sono stati tecnicamente impegnativi.

“Ora che abbiamo fatto luce sui geni Y, sarà importante iniziare a sequenziare il cromosoma Y in più individui, per scoprire potenzialmente cause inspiegabili di infertilità maschile. Con ulteriori ricerche, un giorno potremmo essere in grado di sostituire i geni mancanti nelle cellule che producono lo sperma per aiutare le coppie ad avere figli attraverso la fecondazione in vitro.”