חדשות

במחקר זוהה אנזים שמאפשר ייצור זרע לאורך כל החיים

במחקר על עכברים זוהה האנזים DOT1L כגורם לחידוש עצמי של תאי גזע הדרושים לייצור זרע בחיים הבוגרים | הגילוי עשוי לשמש לייצור זרע בטיפולי פוריות

בדיקת תאי זרע במעבדת פוריות. צילום: אילוסטרציה

מדענים מאוניברסיטת פנסילבניה גילו אנזים שגורם לחידוש עצמי של תאי גזע, החיוני לייצור זרע במהלך חייהם הבוגרים של עכברים. המחקר פורסם בכתב העת Genes & Development.

בניגוד לנשים, שנולדות עם כל הביציות שיהיו להן, גברים יכולים להמשיך לייצר זרע לאורך חייהם הבוגרים. לצורך כך, הם זקוקים לחידוש מתמשך של תאי גזע מהם נוצרים תאי זרע. התחדשות זו של תאי גזע תלויה באנזים חדש שהתגלה במחקר, שנקרא DOT1L. החוקרים הראו שכאשר לעכברים חסר אנזים זה, לא נשארים להם תאי גזע ומשום כך הם לא מסוגלים לייצר תאי זרע באופן רציף.

עד עתה התגלו רק מעט אנזימים שגורמים לחידוש תאי גזע. גילוי אנזים זה עוזר להבין את הביולוגיה של תאי גזע בוגרים ויוכל גם לאפשר בעתיד טיפולי פוריות חדשניים, בהם "יתכנתו" מחדש במבחנה תאי עור (פיברובלסטים), כך שיהפכו לתאי גזע שמהם יתפתחו תאי זרע.

החוקרים נתקלו במקרה בתפקידו של DOT1L בחידוש של תאי גזע. הגן המקודד לאנזים מתבטא באופן נרחב, ואילו עכברים עם גירסה מוטנטית של DOT1L בכל התאים שלהם אינם שורדים מעבר לשלב ההתפתחות העוברי. עם זאת, לפי דפוסי הביטוי הגנטיים של האנזים, החוקרים סברו שהוא ממלא תפקיד במיוזה, תהליך חלוקת התאים שיוצר זרע וביצית. משום כך, הם החליטו לראות מה קורה כשמשנים את התבטאות הגן רק בתאים אלה.

כשהחוקרים ביטלו את ביטוי הגן בתאים שיוצרים את תאי הזרע והביצית, העכברים התפתחו באופן נורמלי ונראו בריאים. בבדיקה נוספת התברר שעכברים עם גן DOT1L מוטנטי יכולים להשלים סבב ראשוני של ייצור זרע, אבל אז תאי הגזע שלהם מאבדים את היכולת ליצור תאי זרע.

בניסוי נוסף, החוקרים בדקו מה קורה כאשר אנזים DOT1L מושבת לא מלידה אלא במהלך הבגרות. כאשר הופעל ביטול האנזים אצל העכברים הבוגרים, גם הם איבדו את יכולתם לפתח תאי זרע.

האנזים DOT1L נחקר בעבר בהקשר של לוקמיה. ביטוי יתר של הגן בתאי מוצא של תאי הדם עלול להוביל לממאירות. האנזים גם משתתף במתילציה של DNA, אשר משפיעה על ביטוי של גנים. כדי לראות אם מנגנון מתילציה קשור לתוצאות שנצפו בפיתוח הזרע, החוקרים טיפלו בתאי מוצא של זרע בחומר כימי שחוסם את פעילות המתילציה של DOT1L. התוצאה היתה הפחתה משמעותית בתאי זרע שהתפתחו.

החוקרים סבורים שהאנזים DOT1L כנראה מווסת משפחת גנים הידועה בשם Hoxc באמצעות מתילציה. גנים אלה מקודדים לגורמי שיעתוק שמווסתים ביטוי של גנים רבים אחרים שכנראה תורמים לתהליך ההתחדשות העצמית של תאי הגזע. שימוש עתידי אפשרי ב-DOT1L ואנזימים אחרים שקשורים להתחדשות של תאי גזע הוא בטיפולי הפריה – יצירת תאי זרע במבחנה על ידי הפיכת תאים רגילים לתאי גזע שהם תאי מוצא לתאי זרע.

נושאים קשורים:  ייצור זרע,  פוריות,  מחקרים,  חדשות,  תאי גזע
תגובות