قام الباحثون بفك شفرة خصوبة الذكور

تحتوي كل خلية على مجموعة من التعليمات في حمضها النووي (DNA)، تُحدد الجينات التي سيتم التعبير عنها وتلك التي سيتم إسكاتها. وتُعدّ البرمجة السليمة لما يُسمى بالبرامج فوق الجينية، بما في ذلك مثيلة الحمض النووي (DNA)، ضروريةً للإخصاب والنمو.

حدد فريق باحثين من جامعة مونستر، لأول مرة، برنامج ميثلة الحمض النووي (DNA) الذي يُشكّل أساس عملية إنتاج الحيوانات المنوية (تكوين الحيوانات المنوية) لدى البشر. ووجدوا أنه خلال عملية تكوين الحيوانات المنوية، تُعاد برمجة الجينوم بأكمله. علاوة على ذلك، عند تحليل خلايا من رجال يعانون من العقم، وجدوا أن بعض مناطق الجينوم كانت مُبرمجة بشكل غير صحيح، مما يكشف عن سبب محتمل جديد لعقم الذكور.

لقد تم فكّ الشيفرة، على الأقل الشيفرة التي تُؤدي إلى إنتاج الحيوانات المنوية لدى البشر. لكي تنجح هذه العملية، تحتاج الجينات المعنية إلى "تعليمات". بمعنى آخر، لكي تُنتج الخلايا الجرثومية الحيوانات المنوية من خلال عملية تكوين الحيوانات المنوية، يجب تثبيت قوالب كيميائية مُحددة في الحمض النووي.

اكتشف فريق بحثي بقيادة الدكتورة ساندرا لورينتينو والأستاذة نينا نيوهاوس من مركز طب الإنجاب وأمراض الذكورة (CeRA) بكلية الطب بجامعة مونستر، التعليمات الدقيقة وراء هذا. علاوة على ذلك، حدد باحثو مونستر أيضًا سببًا محتملًا جديدًا للعقم عند الذكور، ويعتمد على التنظيم الخاطئ للجينوم. نُشرت هذه النتائج في المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية.

ركّز البحث الانتقالي، الذي قاده عالم الكيمياء الحيوية لورينتينو وعالم الأحياء نيوهاوس، على ميثلة الحمض النووي، وهي نوع من التعديل الكيميائي في الحمض النووي يُنظّم الجينات. يُشكّل هذا التعديل برنامجًا حاسوبيًا يُفعّل الجينات في خلايا مختلفة ويوقفها لضمان تقدّم عملية تكوين الحيوانات المنوية.

يوضح الدكتور لورينتينو أن الخصية، حيث يحدث إنتاج الحيوانات المنوية، نسيجٌ معقدٌ للغاية. ولذلك، ظلت "تعليمات" تكوين الحيوانات المنوية مجهولةً حتى الآن.

وحقق فريق البحث هذا الاختراق مع زملاء من معهد ماكس بلانك للطب الحيوي الجزيئي في مونستر، والذي يوجد الآن في إمبريال كوليدج لندن، عندما وجدوا طريقة لفصل الخلايا المنتجة للحيوانات المنوية عن بقية أنسجة الخصية.

وباستخدام تقنيات التسلسل المتطورة، تمكن الفريق من فك شفرة الخصوبة - وهو إنجاز مهم في علم الوراثة فوق الجينية، وهو المجال الذي يتعامل مع التعديلات الوراثية المحتملة التي تنظم نشاط الجينات.

من النتائج المفاجئة والمثيرة للاهتمام التي توصلت إليها الدراسة اكتشاف الفريق أن الشفرة لا تعمل بشكل صحيح لدى الرجال الذين يعانون من انخفاض شديد في إنتاج الحيوانات المنوية، وهو ما يُعرف تقنيًا باسم "كريبتوزوسبيرميا". يكشف هذا عن سبب غير معروف سابقًا لعقم الرجال، ويقترح أساليب علاجية جديدة تتطلب المزيد من البحث.