Mikrobióm spermií odhalený sekvenovaním RNA

Nová štúdia uvádza vôbec prvý podrobný popis mikrobiómu ľudských spermií, použitím novších techník sekvenovania RNA, ktoré sú schopné rozlišovať medzi RNA spermií a baktériovou kontamináciou alebo kolonizáciou.

Štúdium, uverejnené v Journal of Assisted Reproduction and Genetics v januári 2020, ukazuje, že necieľové sekvenovanie RNA má potenciál identifikovať prítomnosť infekcie, ako aj na zistenie prítomnosti spermií. Mohlo by to teda ponúknuť príležitosti pre lepšiu a individuálnejšiu starostlivosť, počas rutinného hodnotenia neplodných ľudí.

3D ilustrácia spermií. Rost9 / Shutterstock

Čo je to sekvenovanie RNA?

Sekvenovanie RNA je genetická technika, pri ktorej sa množstvo RNA a sekvencií zisťuje pomocou techník sekvenovania novej generácie (NGS). Je to v podstate prieskum transkriptómu, súčet všetkej RNA transkribovanej z DNA, vrátane mRNA, tRNA a rRNA. Pomáha to prepojiť informácie o DNA, alebo génovú expresiu, so syntetizovanými skutočnými proteínmi, ktoré určujú skutočnú funkciu buniek. Ukazuje úroveň génovej aktivity v analyzovanej vzorke - ktoré gény sa skutočne prepisujú, na akej úrovni, a v akom období činnosti bunky. Toto je veľká pomoc pri zisťovaní fungovania bunky, aké proteíny sa stávajú aktívnymi v rôznych fázach a na rôzne účely, a niektoré zo zmien, ktoré sprevádzajú alebo predchádzajú chorobným stavom. Existuje niekoľko techník založených na sekvenovaní RNA, vrátane transkripčného profilovania, Identifikácia SNP, Úpravy RNA a diferenciálna analýza génovej expresie.

Sekvenovanie RNA je lepšie ako sekvenovanie DNA v tom, že presnejšie zachytáva skutočný spôsob expresie genetických údajov. Napríklad mohlo by to pomôcť pochopiť, čo neznámy gén robí, tým, že ukáže, v ktorých tkanivách je aktívny. Ukazuje, ako jeden gén môže viesť k vzniku dvoch alebo viacerých rôznych sekvencií RNA pomocou mechanizmov, ako je alternatívne spájanie, objav, ktorý je pri sekvenovaní DNA nemožný. Môže tiež ukázať, ako sa RNA spracúva na výrobu molekúl s rôznymi funkciami, ako je pridanie polyadenylového reťazca alebo 5' -čiapočky.

Pôvodne založené na Sangerovom sekvenovaní, Sekvenovanie RNA bolo pomalé, nákladné a nespoľahlivé - hoci metóda Sanger bola na svoju dobu neuveriteľnou inováciou. Sekvenovanie RNA sa stalo prakticky životaschopným a mimoriadne užitočným iba s vývojom novších technológií, ako je NGS.

NGS je zastrešujúci termín pre viacero vysokovýkonných sekvenovacích technológií, ktoré môžu ľahko sekvenovať DNA a RNA, presne a lacno.

Štúdium

Štúdia bola vykonaná v spolupráci medzi Lekárskou fakultou Waynovej štátnej univerzity, centrum plodnosti CReATe a University of Massachusetts Amherst.

Účelom štúdie bolo zistiť, či je necielené sekvenovanie RNA dostatočne citlivé a špecifické na zistenie prítomnosti mikróbov, úloha, ktorú súčasné techniky využívajúce cielenú kultiváciu nedokážu zvládnuť. Vedci odobrali 85 vzoriek spermy a extrahovali RNA spermií. To sa potom sekvenovalo pomocou ich vylepšenej technológie. Sekvencie RNA, ktoré neboli súčasťou ľudského genómu, boli spárované s mikrobiálnymi génmi. Tieto čítania boli použité na vytvorenie obrazu mikróbov nachádzajúcich sa v každej vzorke spermy.

Nález

Zistili, že všetky vzorky vykazujú podobné hladiny baktérií, ktoré sa bežne vyskytujú v mužskom reprodukčnom trakte. Pochádzajú z 11 rodov, tvorí súčasť 4 fyly. Našla sa iba jedna výnimka, čo bolo úplne odlišné od všetkých ostatných mikrobiálnych čítaní.

Konkrétne tento exemplár obsahoval veľké množstvo baktérií druhov Streptococcus agalactiae a S. dysgalactiae. S. agalactiae je bakteriálny druh, ktorý je spojený s mnohými novorodeneckými infekciami, ako aj infekcie vyskytujúce sa v tehotenstve a po pôrode. Je tiež príčinou mnohých úmrtí predčasne narodených detí. Navyše, spôsobuje tiež závažnú infekciu u starších dospelých pacientov. Prítomnosť tejto baktérie v spermiách preto vyvoláva značné obavy.

Dôsledky

V súčasnosti prítomnosť mikróbov v mužských reprodukčných orgánoch je diagnostikovaná kultivačnými technikami. Avšak, väčšina mikróbov, u ktorých sa typicky zistí, že infikujú tento trakt, je náročná na požiadavky na kultúru, čo znamená, že ich nemožno kultivovať za bežných laboratórnych podmienok.

Na druhej strane, Sekvenovanie RNA je oveľa spoľahlivejšou a v súčasnosti široko dostupnou technikou, ktorý je zo dňa na deň aj cenovo dostupnejší. Použitie tejto technológie pravdepodobne poskytne lepšiu predstavu o baktériách a iných mikróboch obývajúcich ľudské telo. Vedci tvrdia, "Ukazujeme, že necielené sekvenovanie RNA ľudských spermií má potenciál poskytnúť profil mikroorganizmov (baktérií, vírusy, archaea). Tieto informácie boli získané z údajov, ktoré boli typicky vylúčené ako súčasť rutinného sekvenovania nukleových kyselín. “

Klinický obraz ukazuje, že infekcie S. agalactiae sú na vzostupe a sú stále závažnejšie ako predtým. Iné mikróby tiež spôsobujú častejšie infekcie u novorodencov a dospelých. V tejto situácii, hovorí výskumník Stephen Krawetz, "Necieľové údaje o sekvenovaní RNA ľudského spermatu môžu, okrem poskytovania stavu plodnosti, sa osvedčili ako diagnostika mikrobiálneho stavu. “

• Vedci vyvíjajú nový terapeutický prístup k liečbe chronickej hepatitídy B
• Jackson Laboratory oznamuje príslušnosť k výskumu,