Siittiöiden mikrobiomi paljastettiin RNA -sekvensoinnilla

Uusi tutkimus raportoi ensimmäisen yksityiskohtaisen kuvauksen ihmisen siittiöiden mikrobiomista, käyttämällä uudempia RNA -sekvensointitekniikoita, jotka kykenevät erottamaan siittiöiden RNA:n ja bakteerikontaminaation tai kolonisaation.

Tutkimus, julkaistu Journal of Assisted Reproduction and Genetics tammikuussa 2020, osoittaa, että kohdentamaton RNA-sekvensointi voi tunnistaa infektion läsnäolon, sekä siittiöiden läsnäolon havaitsemiseksi. Tämä voisi tarjota mahdollisuuksia parempaan ja yksilöllisempään hoitoon, hedelmättömien ihmisten rutiininomaisen arvioinnin aikana.

3D -kuva siittiöistä. Rost9 / Shutterstock

Mikä on RNA -sekvensointi?

RNA-sekvensointi on geneettinen tekniikka, jossa RNA-määrä ja sekvenssit löydetään käyttämällä seuraavan sukupolven sekvensointitekniikoita (NGS). Se on pohjimmiltaan tutkimus transkriptistä, kaiken DNA:sta transkriptoidun RNA:n summa, mukaan lukien mRNA, tRNA ja rRNA. Tämä auttaa linkittämään DNA -tiedot, tai geeniekspressio, todellisten proteiinien synteesillä, jotka määrittävät solun todellisen toiminnan. Se osoittaa analysoitavan näytteen geeniaktiivisuuden tason - mitä geenejä todella transkriboidaan, millä tasolla, ja missä vaiheessa solun toimintaa. Tästä on paljon apua solun toiminnan selvittämisessä, mitä proteiineja tulee aktiivisiksi eri vaiheissa ja eri tarkoituksiin, ja jotkin sairauksiin liittyvät tai niitä edeltävät muutokset. On olemassa useita tekniikoita, jotka perustuvat RNA -sekvensointiin, mukaan lukien transkription profilointi, SNP -tunnistus, RNA -editointi ja geeniekspression differentiaalinen analyysi.

RNA -sekvensointi on parempi kuin DNA -sekvensointi, koska se kaappaa tarkemmin geneettisen datan todellisen ilmentymistavan. Esimerkiksi, se voisi auttaa ymmärtämään, mitä tuntematon geeni tekee näyttämällä, missä kudoksissa se on aktiivinen. Se osoittaa, kuinka yksi geeni voi synnyttää kaksi tai useampia erilaisia ​​RNA -sekvenssejä sellaisten mekanismien avulla, kuten vaihtoehtoinen silmukointi, löytö, joka on mahdotonta DNA -sekvensoinnilla. Se voi myös näyttää, miten RNA:ta prosessoidaan molekyylien tuottamiseksi, joilla on erilaiset toiminnot, kuten polyadenyyliketjun tai 5' -korkin lisääminen.

Perustuu alun perin Sangerin sekvensointiin, RNA -sekvensointi oli hidasta, kallista ja epäluotettavaa - vaikka Sanger -menetelmä oli aikansa uskomaton innovaatio. Vasta uusien tekniikoiden, kuten NGS:n, kehityksen myötä RNA -sekvensoinnista on tullut käytännössä elinkelpoista ja erittäin hyödyllistä.

NGS on kattava termi useille suuren suorituskyvyn sekvensointitekniikoille, jotka voivat sekvensoida helposti DNA:n ja RNA:n, tarkasti ja edullisesti.

Tutkimus

Tutkimus tehtiin yhteistyössä Wayne State University School of Medicine, CReATe Fertility Center ja Massachusettsin yliopisto Amherst.

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, oliko kohdentamaton RNA-sekvensointi riittävän herkkä ja spesifinen havaitsemaan mikrobeja, tehtävä, jota nykyiset kohdennettua viljelyä käyttävät tekniikat eivät kykene suorittamaan. Tutkijat ottivat 85 näytettä siemennesteestä ja uutivat siittiöiden RNA:n. Tämä sekvensoitiin käyttämällä niiden parannettua tekniikkaa. RNA -sekvenssit, jotka eivät olleet osa ihmisen genomia, sovitettiin mikrobigeeneihin. Näitä lukuja käytettiin luomaan kuva kussakin siemennesteenäytteessä olevista mikrobeista.

Tulokset

He havaitsivat, että kaikissa näytteissä oli samankaltaisia ​​bakteeritasoja, joita normaalisti esiintyi miesten lisääntymistiehyessä. Nämä ovat peräisin 11 suvusta, joka on osa 4 phylaa. Vain yksi poikkeus löytyi, joka oli aivan erilainen kuin kaikki muut mikrobilukemat.

Erityisesti, tässä näytteessä oli suuri määrä Streptococcus agalactiae- ja S. dysgalactiae -lajin bakteereja. S. agalactiae on bakteerilaji, joka liittyy moniin vastasyntyneiden infektioihin, sekä raskauden ja synnytyksen jälkeiset infektiot. Se on myös monien ennenaikaisesti syntyneiden vauvojen kuolemien syy. Lisäksi, se aiheuttaa myös vakavia infektioita iäkkäillä aikuispotilailla. Tämän vuoksi bakteerien esiintyminen siittiöissä on huolestuttavaa.

Seuraukset

Nykyisessä, mikrobien esiintyminen miesten lisääntymiselimissä diagnosoidaan viljelytekniikoilla. Kuitenkin, suurin osa mikrobista, joiden tyypillisesti todetaan infektoivan tätä kanavaa, ovat vaativia viljelyvaatimuksissaan, eli niitä ei voida viljellä tavanomaisissa laboratorio -olosuhteissa.

Toisaalta, RNA -sekvensointi on paljon luotettavampi ja nyt laajemmin saatavilla oleva tekniikka, joka on myös päivä päivältä edullisempaa. Tämän tekniikan käyttö antaa todennäköisesti paremman käsityksen ihmiskehossa olevista bakteereista ja muista mikrobeista. Tutkijat sanovat, "Osoitamme, että ihmisen siittiöiden RNA:n kohdentamaton sekvensointi voi tarjota mikro-organismien (bakteerit, virukset, arkeia). Tämä tieto kerättiin tiedoista, jotka tyypillisesti hylättiin osana rutiininomaista nukleiinihapposekvensointia. ”

Kliininen kuva osoittaa, että S. agalactiae -infektiot lisääntyvät ja ovat yhä vakavampia kuin ennen. Muut mikrobit aiheuttavat myös useammin infektioita vastasyntyneillä ja aikuisilla. Tässä tilanteessa sanoo tutkija Stephen Krawetz, "Kohdistamattomat ihmisen siittiöiden RNA-sekvensointitiedot voivat hedelmällisyystilan lisäksi osoittautua hyödylliseksi mikrobitilan diagnoosiksi. "

• Tutkijat kehittävät uuden terapeuttisen lähestymistavan kroonisen hepatiitti B:n parantamiseksi
• Jackson Laboratory ilmoittaa tutkimusyhteistyöstään,