Sædmikrobiom afsløret med RNA -sekventering

En ny undersøgelse rapporterer den første nogensinde detaljerede beskrivelse af det menneskelige sædmikrobiom, ved hjælp af nyere RNA -sekventeringsteknikker, der er i stand til at skelne mellem sæd -RNA og bakteriel kontaminering eller kolonisering.

Studiet, offentliggjort i Journal of Assisted Reproduction and Genetics i januar 2020, viser, at ikke-målrettet RNA-sekventering har potentiale til at identificere tilstedeværelsen af ​​infektion, samt at detektere tilstedeværelsen af ​​sædceller. Dette kan således tilbyde muligheder for bedre og mere personlig pleje, under en rutinemæssig evaluering af ufrugtbare mennesker.

3D illustration af sædceller. Rost9 / Shutterstock

Hvad er RNA -sekventering?

RNA-sekventering er en genetisk teknik, hvor mængden af ​​RNA og sekvenserne findes ved hjælp af næste generations sekventeringsteknikker (NGS). Det er dybest set en udforskning af transkriptomet, summen af ​​alt RNA transskriberet fra DNA'et, herunder mRNA, tRNA og rRNA. Dette hjælper med at forbinde DNA -oplysninger, eller genekspression, med de faktiske proteiner syntetiseret, der bestemmer den faktiske cellefunktion. Det viser niveauet af genaktivitet i prøven, der analyseres - hvilke gener der faktisk transskriberes, på hvilket niveau, og i hvilken periode af cellens aktivitet. Dette er en stor hjælp til at finde ud af, hvordan cellen fungerer, hvilke proteiner der bliver aktive på forskellige stadier og til forskellige formål, og nogle af de ændringer, der ledsager eller går forud for sygdomstilstande. Der er en række teknikker baseret på RNA -sekventering, herunder transkriptionel profilering, SNP -identifikation, RNA -redigering og differentialanalyse af genekspression.

RNA -sekventering er bedre end DNA -sekventering, idet den nærmere fanger den faktiske måde at udtrykke de genetiske data på. For eksempel, det kunne hjælpe med at forstå, hvad et ukendt gen gør ved at vise i hvilket væv det er aktivt. Det viser, hvordan et enkelt gen kan give anledning til to eller flere forskellige RNA -sekvenser ved hjælp af mekanismer som alternativ splejsning, en opdagelse, der er umulig med DNA -sekventering. Det kan også vise, hvordan RNA behandles for at producere molekyler med forskellige funktioner, såsom tilsætning af en polyadenylkæde eller en 5'hætte.

Oprindeligt baseret på Sanger -sekventering, RNA -sekventering var langsom, dyrt og upålideligt - selvom Sanger -metoden var en utrolig innovation for sin tid. Det er kun med udviklingen af ​​nyere teknologier som NGS, at RNA -sekventering er blevet praktisk levedygtig og yderst nyttig.

NGS er en paraplybetegnelse for flere sekventeringsteknologier med høj kapacitet, der let kan sekvensere DNA og RNA, præcist og billigt.

Studiet

Undersøgelsen blev udført i samarbejde mellem Wayne State University School of Medicine, CReATe Fertility Center og University of Massachusetts Amherst.

Formålet med undersøgelsen var at finde ud af, om ikke-målrettet RNA-sekventering var følsom og specifik nok til at detektere tilstedeværelsen af ​​mikrober, en opgave, som nuværende teknikker, der anvender målrettet dyrkning, ikke er i stand til at udføre. Forskerne tog 85 prøver af sæd og ekstraherede sædens RNA. Dette blev derefter sekvenseret ved hjælp af deres forbedrede teknologi. RNA -sekvenserne, der ikke var en del af det humane genom, blev matchet med mikrobielle gener. Disse læsninger blev brugt til at skabe et billede af mikroberne, der findes i hver sædprøve.

Fundene

De fandt ud af, at alle prøverne viste lignende niveauer af bakterier, der normalt findes i den mandlige reproduktive kanal. Disse stammer fra 11 slægter, udgør en del af 4 phyla. Kun én undtagelse blev fundet, som var ganske anderledes end alle de andre mikrobielle læsninger.

Specifikt, denne prøve husede et stort antal bakterier af arten Streptococcus agalactiae og S. dysgalactiae. S. agalactiae er en bakterieart, der er knyttet til mange nyfødte infektioner, samt infektioner, der opstår under graviditet og efter fødslen. Det er også årsag til mange dødsfald blandt babyer født for tidligt. I øvrigt, det forårsager også alvorlig infektion hos ældre voksne patienter. Tilstedeværelsen af ​​denne bakterie i sædceller er derfor af stor bekymring.

Implikationer

På nuværende tidspunkt, tilstedeværelsen af ​​mikrober i de mandlige reproduktive organer diagnosticeres ved dyrkningsteknikker. Imidlertid, de fleste af de mikrober, der typisk findes for at inficere denne kanal, er ihærdige i deres kulturkrav, hvilket betyder, at de ikke kan dyrkes under de sædvanlige laboratorieforhold.

På den anden side, RNA -sekventering er en meget mere pålidelig og nu mere bredt tilgængelig teknik, som også bliver mere overkommelig for hver dag. Brugen af ​​denne teknologi vil sandsynligvis give en bedre ide om bakterier og andre mikrober, der lever i menneskekroppen. Forskerne siger, "Vi viser, at ikke-målrettet sekventering af humant sæd-RNA har potentiale til at give en profil af mikroorganismer (bakterier, vira, archaea). Disse oplysninger blev genoprettet fra de data, der typisk blev kastet til side som en del af rutinemæssig nukleinsyresekventering. ”

Det kliniske billede viser, at infektioner med S. agalactiae er stigende og bliver mere alvorlige end tidligere. Andre mikrober forårsager også hyppigere infektioner hos nyfødte og voksne. I denne situation, siger forsker Stephen Krawetz, "Ikke-målrettede humane sæd-RNA-sekventeringsdata kan, ud over at give fertilitetsstatus, vise sig nyttig som en diagnose for mikrobiel status. "

• Forskere udvikler en ny terapeutisk tilgang til at helbrede kronisk hepatitis B
• Jackson Laboratory annoncerer forskningstilknytning,