Mikrobiom semenčic, odkrit s sekvenciranjem RNA

Nova študija poroča o prvem podrobnem opisu mikrobioma človeške sperme, z uporabo novejših tehnik sekvenciranja RNA, ki lahko razlikujejo med RNA sperme in bakterijsko kontaminacijo ali kolonizacijo.

Študij, objavljeno v Journal of Assisted Reproduction and Genetics januarja 2020, kaže, da lahko neciljno zaporedje RNA ugotovi prisotnost okužbe, kot tudi za odkrivanje prisotnosti sperme. Tako bi lahko ponudili možnosti za boljšo in bolj prilagojeno oskrbo, med rutinskim ocenjevanjem neplodnih ljudi.

3D ilustracija sperme. Rost9 / Shutterstock

Kaj je sekvenciranje RNA?

Sekvenciranje RNA je genetska tehnika, pri kateri količino RNA in sekvence odkrijemo s tehnikami sekvenciranja naslednje generacije (NGS). V bistvu gre za raziskovanje transkriptoma, vsota vseh RNA, prepisanih iz DNK, vključno z mRNA, tRNA in rRNA. To pomaga povezati podatke o DNK, ali izražanje genov, z dejansko sintetiziranimi beljakovinami, ki določajo dejansko delovanje celic. Prikazuje stopnjo genske aktivnosti v vzorcu, ki se analizira - kateri geni se dejansko prepisujejo, na kateri ravni, in v katerem obdobju delovanja celice. To je v veliko pomoč pri ugotavljanju delovanja celice, kateri proteini postanejo aktivni v različnih fazah in za različne namene, in nekatere spremembe, ki spremljajo ali so pred boleznijo. Obstajajo številne tehnike, ki temeljijo na zaporedju RNA, vključno s transkripcijskim profiliranjem, Identifikacija SNP, Urejanje RNA in diferencialna analiza izražanja genov.

Zaporedje RNA je boljše od zaporedja DNA, saj natančneje zajema dejanski način izražanja genetskih podatkov. Na primer, lahko bi pomagal razumeti, kaj počne neznani gen, tako da bi pokazal, v katerih tkivih je aktiven. Pokaže, kako lahko en sam gen povzroči dve ali več različnih sekvenc RNA z mehanizmi, kot je alternativno spajanje, odkritje, ki je z zaporedjem DNK nemogoče. Lahko tudi pokaže, kako se RNA obdeluje za proizvodnjo molekul z različnimi funkcijami, kot je dodajanje poliadenilne verige ali 5'cap.

Prvotno temelji na Sangerjevem zaporedju, Zaporedje RNA je bilo počasno, drago in nezanesljivo - čeprav je bila Sangerjeva metoda za svoj čas neverjetna inovacija. Šele z razvojem novejših tehnologij, kot je NGS, je sekvenciranje RNA postalo praktično izvedljivo in izjemno uporabno.

NGS je krovni izraz za več visoko zmogljivih tehnologij sekvenciranja, ki zlahka sekvencirajo DNA in RNA, natančno in poceni.

Študij

Študija je bila izvedena v sodelovanju med Medicinsko fakulteto Wayne State University, Centru za plodnost CReATe in Univerzi v Massachusettsu Amherst.

Namen študije je bil ugotoviti, ali je neciljno sekvenciranje RNA občutljivo in dovolj specifično, da zazna prisotnost mikrobov, naloga, katere sedanje tehnike, ki uporabljajo ciljno gojenje, ne zmorejo. Raziskovalci so vzeli 85 vzorcev semena in ekstrahirali RNA sperme. To je bilo nato zaporedje uporabljeno z njihovo izboljšano tehnologijo. Zaporedja RNA, ki niso bila del človeškega genoma, so se ujemali z mikrobnimi geni. Ti odčitki so bili uporabljeni za ustvarjanje slike mikrobov, najdenih v vsakem vzorcu semena.

Ugotovitve

Ugotovili so, da so vsi vzorci pokazali podobne ravni bakterij, ki jih običajno najdemo v moškem reproduktivnem traktu. Ti izvirajo iz 11 rodov, ki je del 4 vrste. Najdena je bila le ena izjema, ki se je precej razlikoval od vseh drugih mikrobnih odčitkov.

Natančneje, ta primerek je vseboval veliko število bakterij vrst Streptococcus agalactiae in S. dysgalactiae. S. agalactiae je bakterijska vrsta, ki je povezana s številnimi okužbami novorojenčkov, pa tudi okužbe, ki se pojavijo med nosečnostjo in po porodu. Je tudi vzrok številnih smrti predčasno rojenih otrok. Poleg tega, povzroča tudi resno okužbo pri starejših odraslih bolnikih. Prisotnost te bakterije v spermi je zato zelo zaskrbljujoča.

Posledice

Trenutno, prisotnost mikrobov v moških reproduktivnih organih diagnosticiramo s tehnikami gojenja. Vendar pa večina mikrobov, ki običajno okužijo ta trakt, je zahtevna glede svojih zahtev po kulturi, kar pomeni, da jih v običajnih laboratorijskih pogojih ni mogoče gojiti.

Po drugi strani, Zaporedje RNA je veliko bolj zanesljiva in zdaj bolj dostopna tehnika, ki je iz dneva v dan vse bolj dostopna. Uporaba te tehnologije bo verjetno zagotovila boljšo predstavo o bakterijah in drugih mikrobih, ki živijo v človeškem telesu. Raziskovalci pravijo, "Pokazali smo, da lahko neciljno zaporedje RNA človeške sperme zagotovi profil mikroorganizmov (bakterije, virusi, arheje). Ti podatki so bili pridobljeni iz podatkov, ki so običajno zavrženi kot del rutinskega zaporedja nukleinskih kislin. "

Klinična slika kaže, da so okužbe s S. agalactiae v porastu in postajajo vse hujše kot prej. Tudi drugi mikrobi povzročajo pogostejše okužbe pri novorojenčkih in odraslih. V tej situaciji pravi raziskovalec Stephen Krawetz, "Podatki o zaporedju RNA človeške sperme lahko, poleg zagotavljanja plodnosti, se izkaže za uporabnega kot diagnostika za mikrobni status. "

• Raziskovalci razvijajo nov terapevtski pristop za zdravljenje kroničnega hepatitisa B
• Jackson Laboratory napoveduje raziskovalno pripadnost,