Spermienmikrobiom mit RNA-Sequenzierung entdeckt

Eine neue Studie berichtet über die erste detaillierte Beschreibung des menschlichen Spermienmikrobioms. unter Verwendung neuerer RNA-Sequenzierungstechniken, die in der Lage sind, zwischen Spermien-RNA und bakterieller Kontamination oder Besiedelung zu unterscheiden.

Die Studium, veröffentlicht im Zeitschrift für assistierte Reproduktion und Genetik im Januar 2020, zeigt, dass die nicht zielgerichtete RNA-Sequenzierung das Potenzial hat, das Vorliegen einer Infektion zu identifizieren, sowie das Vorhandensein von Spermien zu erkennen. Dies könnte somit Möglichkeiten für eine bessere und individuellere Versorgung bieten, während einer routinemäßigen Untersuchung von unfruchtbaren Menschen.

3D-Darstellung von Spermien. Rost9 / Shutterstock

Was ist RNA-Sequenzierung?

RNA-Sequenzierung ist eine genetische Technik, bei der die RNA-Menge und die Sequenzen mithilfe von Next-Generation-Sequencing (NGS)-Techniken gefunden werden. Es ist im Grunde eine Erforschung des Transkriptoms, die Summe aller aus der DNA transkribierten RNA, einschließlich mRNA, tRNA und rRNA. Dies hilft, die DNA-Informationen zu verknüpfen, oder Genexpression, mit den eigentlich synthetisierten Proteinen, die die tatsächliche Zellfunktion bestimmen. Es zeigt den Grad der Genaktivität in der analysierten Probe – welche Gene werden tatsächlich transkribiert, auf welcher Ebene, und zu welchem ​​Zeitraum der Zellaktivität. Dies ist eine große Hilfe, um herauszufinden, wie die Zelle funktioniert, welche Proteine ​​in verschiedenen Stadien und für unterschiedliche Zwecke aktiv werden, und einige der Veränderungen, die Krankheitszustände begleiten oder ihnen vorausgehen. Es gibt eine Reihe von Techniken, die auf der RNA-Sequenzierung basieren, einschließlich Transkriptionsprofilierung, SNP-Identifikation, RNA-Editierung und differentielle Analyse der Genexpression.

Die RNA-Sequenzierung ist der DNA-Sequenzierung insofern überlegen, als sie die tatsächliche Art der Expression der genetischen Daten genauer erfasst. Zum Beispiel, es könnte helfen zu verstehen, was ein unbekanntes Gen tut, indem es zeigt, in welchen Geweben es aktiv ist. Es zeigt, wie ein einzelnes Gen durch Mechanismen wie alternatives Spleißen, eine Entdeckung, die mit DNA-Sequenzierung unmöglich ist. Es kann auch zeigen, wie RNA verarbeitet wird, um Moleküle mit unterschiedlichen Funktionen zu produzieren, wie die Addition einer Polyadenylkette oder einer 5'-Kappe.

Ursprünglich basierend auf der Sanger-Sequenzierung, Die RNA-Sequenzierung war langsam, teuer und unzuverlässig – obwohl die Sanger-Methode für ihre Zeit eine unglaubliche Innovation war. Erst mit der Entwicklung neuerer Technologien wie NGS ist die RNA-Sequenzierung praktisch realisierbar und äußerst nützlich geworden.

NGS ist ein Überbegriff für mehrere Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologien, die DNA und RNA einfach sequenzieren können. genau und kostengünstig.

Die Studium

Die Studie wurde in Zusammenarbeit zwischen der Wayne State University School of Medicine, das CReATe Fertility Center und die University of Massachusetts Amherst.

Ziel der Studie war es herauszufinden, ob die nicht zielgerichtete RNA-Sequenzierung sensitiv und spezifisch genug ist, um das Vorhandensein von Mikroben zu erkennen. eine Aufgabe, zu der aktuelle Techniken mit gezielter Kultivierung nicht in der Lage sind. Die Forscher nahmen 85 Samenproben und extrahierten die RNA der Spermien. Dies wurde dann mit ihrer verbesserten Technologie sequenziert. Die RNA-Sequenzen, die nicht Teil des menschlichen Genoms waren, wurden mikrobiellen Genen zugeordnet. Diese Ablesungen wurden verwendet, um ein Bild der Mikroben zu erstellen, die in jeder Samenprobe gefunden wurden.

Die Ergebnisse

Sie fanden heraus, dass alle Proben ähnliche Bakterienkonzentrationen aufwiesen, die normalerweise im männlichen Fortpflanzungstrakt vorkommen. Diese stammen aus 11 Gattungen, bilden einen Teil von 4 Phyla. Es wurde nur eine Ausnahme gefunden, das war ganz anders als alle anderen mikrobiellen Reads.

Speziell, dieses Exemplar beherbergte eine große Anzahl von Bakterien der Spezies Streptococcus agalactiae und S. dysgalactiae. S. agalactiae ist eine Bakterienart, die mit vielen Neugeboreneninfektionen in Verbindung gebracht wird. sowie Infektionen während der Schwangerschaft und nach der Entbindung. Es ist auch die Ursache für viele Todesfälle bei Frühgeborenen. Außerdem, es verursacht auch bei älteren erwachsenen Patienten schwere Infektionen. Das Vorhandensein dieser Bakterien in Spermien ist daher von großer Bedeutung.

Auswirkungen

Derzeit, das Vorhandensein von Mikroben in den männlichen Fortpflanzungsorganen wird durch Kulturtechniken diagnostiziert. Jedoch, die meisten Mikroben, die typischerweise diesen Trakt infizieren, sind hinsichtlich ihrer Kulturanforderungen sehr anspruchsvoll. das heißt, sie können nicht unter den üblichen Laborbedingungen kultiviert werden.

Auf der anderen Seite, Die RNA-Sequenzierung ist eine viel zuverlässigere und jetzt allgemein verfügbarere Technik. die auch von Tag zu Tag erschwinglicher wird. Der Einsatz dieser Technologie wird wahrscheinlich eine bessere Vorstellung von den Bakterien und anderen Mikroben liefern, die den menschlichen Körper bewohnen. Die Forscher sagen, „Wir zeigen, dass die ungezielte Sequenzierung menschlicher Spermien-RNA das Potenzial hat, ein Profil von Mikroorganismen (Bakterien, Viren, Archaeen). Diese Informationen wurden aus den Daten gewonnen, die normalerweise im Rahmen der routinemäßigen Nukleinsäuresequenzierung beiseite geschoben werden.“

Das Krankheitsbild zeigt, dass Infektionen mit S. agalactiae zunehmen und schwerer werden als zuvor. Auch andere Mikroben verursachen häufiger Infektionen bei Neugeborenen und Erwachsenen. In dieser Situation, sagt der Forscher Stephen Krawetz, „Nicht zielgerichtete RNA-Sequenzierungsdaten menschlicher Spermien können, neben der Angabe des Fruchtbarkeitsstatus, als nützlich erweisen, um den mikrobiellen Status zu diagnostizieren."

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