Sædmikrobiom avslørt med RNA -sekvensering

En ny studie rapporterer den første noensinne detaljerte beskrivelsen av det menneskelige sædmikrobiomet, ved bruk av nyere RNA -sekvenseringsteknikker som er i stand til å skille mellom sæd -RNA og bakteriell forurensning eller kolonisering.

Studien, publisert i Journal of Assisted Reproduction and Genetics i januar 2020, viser at ikke-målrettet RNA-sekvensering har potensial til å identifisere tilstedeværelse av infeksjon, så vel som å oppdage tilstedeværelse av sædceller. Dette kan dermed tilby muligheter for bedre og mer personlig omsorg, under en rutinemessig evaluering av ufruktbare mennesker.

3D -illustrasjon av sædceller. Rost9 / Shutterstock

Hva er RNA -sekvensering?

RNA-sekvensering er en genetisk teknikk der mengden av RNA og sekvensene blir funnet ved bruk av neste generasjons sekvenseringsteknikker (NGS). Det er i utgangspunktet en utforskning av transkriptomet, summen av alt RNA transkribert fra DNA, inkludert mRNA, tRNA og rRNA. Dette bidrar til å koble DNA -informasjonen, eller genuttrykk, med de faktiske proteinene syntetisert, som bestemmer den faktiske cellefunksjonen. Det viser nivået av genaktivitet i prøven som analyseres - hvilke gener som faktisk transkriberes, på hvilket nivå, og i hvilken periode av cellens aktivitet. Dette er til stor hjelp for å finne ut hvordan cellen fungerer, hvilke proteiner som blir aktive på forskjellige stadier og til forskjellige formål, og noen av endringene som følger med eller går foran sykdomstilstander. Det er en rekke teknikker basert på RNA -sekvensering, inkludert transkripsjonell profilering, SNP -identifikasjon, RNA -redigering og differensialanalyse av genuttrykk.

RNA -sekvensering er overlegen DNA -sekvensering ved at den fanger den faktiske uttrykksmåten til de genetiske dataene nærmere. For eksempel, det kan hjelpe å forstå hva et ukjent gen gjør ved å vise i hvilket vev det er aktivt. Det viser hvordan et enkelt gen kan gi opphav til to eller flere forskjellige RNA -sekvenser ved hjelp av mekanismer som alternativ spleising, en oppdagelse som er umulig med DNA -sekvensering. Det kan også vise hvordan RNA behandles for å produsere molekyler med forskjellige funksjoner, for eksempel tilsetning av en polyadenylkjede eller en 5' -hette.

Opprinnelig basert på Sanger -sekvensering, RNA -sekvensering var treg, kostbart og upålitelig - selv om Sanger -metoden var en utrolig nyskapning for sin tid. Det er bare med utviklingen av nyere teknologier som NGS at RNA -sekvensering har blitt praktisk levedyktig og ekstremt nyttig.

NGS er en paraplybetegnelse for flere sekvenseringsteknologier med høy gjennomstrømning som enkelt kan sekvensere DNA og RNA, nøyaktig og rimelig.

Studien

Studien ble utført i samarbeid mellom Wayne State University School of Medicine, CReATe Fertility Center og University of Massachusetts Amherst.

Formålet med studien var å finne ut om ikke-målrettet RNA-sekvensering var sensitiv og spesifikk nok til å oppdage tilstedeværelse av mikrober, en oppgave som dagens teknikker som bruker målrettet dyrking ikke er i stand til å utføre. Forskerne tok 85 prøver av sæd og ekstraherte RNA til sædcellen. Dette ble deretter sekvensert ved hjelp av deres forbedrede teknologi. RNA -sekvensene som ikke var en del av det menneskelige genomet ble matchet med mikrobielle gener. Disse lesningene ble brukt til å lage et bilde av mikrober funnet i hver sædprøve.

Funnene

De fant at alle prøvene viste lignende nivåer av bakterier som normalt finnes i den mannlige reproduktive kanalen. Disse kommer fra 11 slekter, som er en del av 4 phyla. Bare ett unntak ble funnet, som var ganske forskjellig fra alle de andre mikrobielle lesningene.

Nærmere bestemt, denne prøven inneholdt et stort antall bakterier av artene Streptococcus agalactiae og S. dysgalactiae. S. agalactiae er en bakterieart som er knyttet til mange nyfødte infeksjoner, samt infeksjoner som oppstår under graviditet og etter fødsel. Det er også årsaken til mange dødsfall blant babyer født for tidlig. Videre, det forårsaker også alvorlig infeksjon hos eldre voksne pasienter. Tilstedeværelsen av denne bakterien i sædceller er derfor av stor bekymring.

Implikasjoner

Akkurat nå, tilstedeværelsen av mikrober i de mannlige reproduktive organene diagnostiseres ved kulturteknikker. Derimot, de fleste mikrober som vanligvis finnes for å infisere denne kanalen, er vanskelige i sine kulturkrav, betyr at de ikke kan dyrkes under de vanlige laboratorieforholdene.

På den andre siden, RNA -sekvensering er en mye mer pålitelig og nå mer tilgjengelig teknikk, som også blir rimeligere for hver dag. Bruken av denne teknologien vil sannsynligvis gi en bedre ide om bakteriene og andre mikrober som bor i menneskekroppen. Forskerne sier, "Vi viser at ikke-målrettet sekvensering av humant sæd-RNA har potensial til å gi en profil av mikroorganismer (bakterier, virus, archaea). Denne informasjonen ble gjenopprettet fra dataene som vanligvis ble kastet til side som en del av rutinemessig nukleinsyresekvensering. "

Det kliniske bildet viser at infeksjoner med S. agalactiae er på vei opp og blir mer alvorlige enn før. Andre mikrober forårsaker også hyppigere infeksjoner hos nyfødte og voksne. I denne situasjonen, sier forsker Stephen Krawetz, "Ikke-målrettede humane sæd-RNA-sekvenseringsdata kan, i tillegg til å gi fruktbarhetsstatus, vise seg nyttig som en diagnostikk for mikrobiell status. "

• Forskere utvikler en ny terapeutisk tilnærming for å kurere kronisk hepatitt B
• Jackson Laboratory kunngjør forskningstilknytning,