Proteina necessaria per la fertilità della mosca della frutta

Le donne che decidono di avere figli in mezza età dipendono dallo sperma e dalla resilienza delle uova. Parte delle cellule germinali (nota anche come cellule uova e cellule di sperma) la resilienza dipende da una via funzionale piRNA per proteggere i genomi delle cellule germinali decenni dopo la pubertà, che è quando nell’uomo, la via PIWI è attivata e dall’espressione degli RNA trasposon – sequenze di DNA mobili che possono muoversi attorno a un genoma.

I ricercatori della Boston University Chobanian & Avedisian School of Medicine hanno trovato un nuovo ruolo per il fattore di trascrizione (proteine ​​che regolano la trascrizione, o copia dei geni). Nella mosca della frutta, questo fattore di trascrizionenominato ingorgo, attiva un gene pirna non codificante chiamato flamenco per promuovere la fertilità della mosca della frutta femminile (Drosophila). La Discovery risolve il mistero di 30 anni di come il flamenco viene attivato per proteggere le ovaie della mosca della frutta da una serie di parassiti genetici chiamati trasposoni retrovirali e un giorno può aiutare con problemi di infertilità nell’uomo.

“La scoperta della funzione di traffico nelle mosche ci aiuterà a esaminare gli esseri umani con sintomi di infertilità e vedere se quei pazienti privi di spermatozoi funzionali possono avere difetti in questi geni e fattori di trascrizione PIWI”, spiega l’autore corrispondente Nelson Lau, PhD, professore associato di biochimica e direttore della BU Genome Science Institute.

Lau e i suoi colleghi hanno condotto per la prima volta una serie di test di luciferasi-reporter che misurano l’attività genica e le risposte biologiche nel 2017, scoprendo importanti nuove sequenze normative nel locus Flamenco. Hanno confermato l’importanza biologica di quelle sequenze di DNA del flamenco generando nuovi mutanti per la mosca della frutta con editing del genoma CRISPR. Hanno quindi effettuato esperimenti di proteomica e hanno fatto il primo scoperto di ingorgo alle sequenze di DNA del flamenco. Infine, hanno condotto knockdown di interferenza dell’RNA e studi di sequenziamento dell’immunoprecipitazione della cromatina su ingorgo nelle cellule di ovaio a mosca della frutta per confermare questa nuova interazione genetica.

Hanno scoperto che l’ingorgo a traffico che guidava la produzione di piRNA flamenco legati dalle proteine ​​PIWI, ha permesso alle mosche dei frutti di proteggere il loro genoma della linea germinale e produrre uova fertili e prole. Hanno anche scoperto che i trasposoni retrovirali sono anche attivati ​​da traffico, dirottando questo fattore host. Questa scoperta è sorprendente perché dimostra la guerra in corso tra il sistema immunitario genetico dell’animale e i parassiti genetici che lottano per la propria sopravvivenza.

Secondo i ricercatori, questo studio indaga la battaglia fondamentale per la protezione dei genomi germinali da cui gli umani dipendono per la fertilità e la riproduzione. “Noi umani siamo come mosche di frutta in quanto le nostre gonadi generano anche piRNA per proteggere le nostre cellule germinali dai trasposoni. Abbiamo la nostra versione del gene in ingorgo, chiamato MAF-B, che possiamo testare in studi futuri per vedere se MAF-B ha regolato i geni PIRNA umani regolati MAF-B per permetterci di produrre sperma funzionale”, aggiunge Lau.

Questi risultati appaiono online sul diario cell report. Il team di Lau ha anche contribuito a uno studio di accompagnamento nella stessa questione dei rapporti cellulari dei ricercatori in Francia e nel Regno Unito.

NCL è finanziato da NIH/NIGMS (Grants R01GM135215 e integratori per le attrezzature) e una sovvenzione del Boston University Institute of Sexual Medicine che contribuisce a RKG e JZ