Mikrobiomi spermija otkriveni sekvenciranjem RNA

Nova studija izvještava o prvom detaljnijem opisu mikrobioma ljudske sperme, korištenjem novijih tehnika sekvenciranja RNA koje mogu razlikovati RNK sperme od one bakterijske kontaminacije ili kolonizacije.

Studija, objavljeno u Časopis za potpomognutu reprodukciju i genetiku siječnja 2020. pokazuje da neciljano sekvenciranje RNK ima potencijal utvrditi prisutnost infekcije, kao i za otkrivanje prisutnosti spermija. Time bi se mogle ponuditi mogućnosti za bolju i personaliziraniju skrb, tijekom rutinske procjene neplodnih ljudi.

3D ilustracija sperme. Rost9 / Shutterstock

Što je sekvenciranje RNK?

RNK sekvenciranje genetska je tehnika u kojoj se količina RNA i sekvence pronalaze tehnikama sekvenciranja sljedeće generacije (NGS). To je u osnovi istraživanje transkriptoma, zbroj svih RNA transkribiranih iz DNK, uključujući mRNA, tRNA i rRNA. To pomaže povezivanju DNK podataka, ili ekspresiju gena, sa stvarnim sintetiziranim proteinima, koji određuju stvarnu funkciju stanice. Pokazuje razinu aktivnosti gena u uzorku koji se analizira - koji se geni zapravo prepisuju, na kojoj razini, i u kojem razdoblju aktivnosti stanice. To je od velike pomoći u otkrivanju kako stanica funkcionira, koji proteini postaju aktivni u različitim fazama i za različite svrhe, i neke od promjena koje prate ili prethode bolesti. Postoje brojne tehnike koje se temelje na sekvenciranju RNK, uključujući transkripcijsko profilisanje, SNP identifikacija, Uređivanje RNA i diferencijalna analiza ekspresije gena.

RNK sekvencioniranje je superiornije od DNK sekvenciranja jer bliže bilježi stvarni način izražavanja genetskih podataka. Na primjer, mogao bi pomoći razumjeti što nepoznati gen radi pokazujući u kojim je tkivima aktivan. Pokazuje kako jedan gen može uzrokovati dvije ili više različitih RNA sekvenci pomoću mehanizama poput alternativnog spajanja, otkriće koje je nemoguće sekvenciranjem DNK. Također može pokazati kako se RNA obrađuje za proizvodnju molekula s različitim funkcijama, kao što je dodavanje poliadenilnog lanca ili 5'kape.

Izvorno temeljeno na Sangerovom slijedu, RNK sekvenciranje je bilo sporo, skupo i nepouzdano - iako je Sangerova metoda bila nevjerojatna inovacija za svoje vrijeme. Tek je razvojem novijih tehnologija poput NGS -a sekvenciranje RNK postalo praktički održivo i iznimno korisno.

NGS je krovni izraz za više tehnologija visoke brzine sekvenciranja koje mogu lako sekvencirati DNK i RNK, točno i jeftino.

Studija

Studija je provedena u suradnji između Medicinskog fakulteta Sveučilišta Wayne, CReATe Fertility Center i Sveučilište Massachusetts Amherst.

Svrha istraživanja bila je utvrditi je li nesciljano sekvenciranje RNK osjetljivo i dovoljno specifično za otkrivanje prisutnosti mikroba, zadatak koji trenutne tehnike koje koriste ciljano uzgoj nisu sposobne obaviti. Znanstvenici su uzeli 85 uzoraka sjemena i ekstrahirali RNA sperme. To je zatim sekvencirano korištenjem njihove poboljšane tehnologije. RNK sekvence koje nisu bile dio ljudskog genoma usklađene su s mikrobnim genima. Ta su očitanja korištena za stvaranje slike mikroba pronađenih u svakom uzorku sjemena.

Pronalasci

Otkrili su da svi uzorci pokazuju sličnu razinu bakterija koje se normalno nalaze u muškom reproduktivnom traktu. Oni potječu iz 11 rodova, čineći dio 4 vrste. Pronađena je samo jedna iznimka, što se prilično razlikovalo od svih ostalih mikrobnih čitanja.

Posebno, ovaj uzorak je sadržavao veliki broj bakterija vrsta Streptococcus agalactiae i S. dysgalactiae. S. agalactiae je bakterijska vrsta koja je povezana s mnogim infekcijama novorođenčadi, kao i infekcije koje se javljaju u trudnoći i nakon poroda. Također je uzrok mnogih smrti među bebama rođenim prije vremena. Štoviše, također uzrokuje ozbiljnu infekciju kod starijih odraslih pacijenata. Prisutnost ove bakterije u spermiji stoga zabrinjava.

Implikacije

Trenutno, prisutnost mikroba u muškim reproduktivnim organima dijagnosticira se tehnikama uzgoja. Međutim, većina mikroba koji se tipično inficiraju u ovom traktu zahtjevni su u svojim zahtjevima za kulturom, što znači da se ne mogu uzgajati pod uobičajenim laboratorijskim uvjetima.

S druge strane, RNK sekvenciranje mnogo je pouzdanija i sada široko dostupna tehnika, koja također postaje iz dana u dan pristupačnija. Korištenje ove tehnologije vjerojatno će pružiti bolju predodžbu o bakterijama i drugim mikroorganizmima koji nastanjuju ljudsko tijelo. Istraživači kažu, „Pokazujemo da neciljano sekvenciranje RNK ljudske sperme ima potencijal pružiti profil mikroorganizama (bakterije, virusi, arheja). Ove su informacije izvučene iz podataka koji se obično odbacuju kao dio rutinskog sekvenciranja nukleinskih kiselina. "

Klinička slika pokazuje da su infekcije S. agalactiae u porastu i da su sve teže nego prije. Drugi mikrobi također uzrokuju češće infekcije u novorođenčadi i odraslih. U ovoj situaciji, kaže istraživač Stephen Krawetz, "Podaci o sekvenciranju RNA humane sperme mogu, osim što pruža status plodnosti, pokazalo se korisnim kao dijagnostika za mikrobni status. "

• Istraživači su razvili novi terapijski pristup liječenju kroničnog hepatitisa B
• Jackson Laboratory najavio je istraživačku pripadnost,