Etablierung und Analyse von Cylicin1 und Cylicin2 defizienten Mäusen – ein Werkzeug zum Studium der männlichen Infertilität

• Antragsteller: Dr. Simon Schneider; Professor Dr. Hubert Schorle
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458746826

Die gene der Cylicin Familie, Cylicin1 (Cylc1) und Cylicin2 (Cylc2) sind exklusiv im Testes exprimiert. In Spermien von Mensch und Rind wurde CYLC1 Protein im Bereich des Calyx lokalisiert. Dort markiert es eine äquatoriale, ring- und trichterförmige Struktur. Cylicin Proteine sind durch repetetive, Lysin-reiche Tripeptide charakterisiert, welche in einer positiven Gesamtladung des Proteins mit einem Isoelektrischen Punkt von 10,55 resultieren. Zumeist sind die Tripeptide aus zwei Lysinen gefolgt von Aspartat oder Glutaminsäure (KKF/KKE) aufgebaut. Weiterhin besitzt CYLC1 eine Prolin-reiche C-terminale Domäne. Der zentrale Teil des Proteins ist aus mehreren repetitiven Untereinheiten aufgebaut, welche sehr wahrscheinlich eine a-Helix bilden. Die Funktion der Cylicine ist bisher nur wenig erforscht. Eine Rolle bei der Formgebung der Spermien wird diskutiert, da Veränderungen in der perinukleären Theka bei humanen Spermien zu morphologisch auffälligen, rundköpfigen Spermien führt. Im Schwein konnte gezeigt werden, dass Cylcin2 Aktin binden kann; somit kommen die Cylicin Proteine als formgebende Regulatoren bei der Akrosomenbildung von runden Spermatiden wie auch bei der Form der postakrosomalen Region von reifen Spermien verantwortlich sein könnten. Ein Gesamtgenom-Sequenzierungsansatz konnte zeigen, dass bei infertilen Männern Fälle von Cylicin1 -defektmutationen zeigen. Mit diesem Projekt wollen wir die Konsequenzen nach Verlust von Cylicin1 und Cylicin2 in umfassender Weise studieren. Wir glauben, damit ein Modell für die männliche Infertilität etablieren zu können. Die Ziele sind:• Erzeugung von Cylicin1 und Cylicin2 defizienten Mauslinien mittels CRISPR/Cas9• Analyse der Effekte nach Verlust von Cylicin1 und Cylicin2 auf die Spermiogenese• Zucht von Cylicin1/2 Doppelmutanten um der Frage nach einer Kompensation und Redundanz beider Gene nachzugehen• Die Analyse der molekularen Effekte mittels Massenspektrometrischer AnalysenDie Experimente werden helfen die Biologie der Cylicine zu verstehen und die Tiermodelle dienen als „proof of principle“ der Daten aus den infertilen Männern. Wir werden in der Lage sein ein Modell für männliche Infertilität herzustellen und können daran die molekularen Effekte dieser Mutation genau untersuchen. Durch diese Experimente werden wir Aspekte der männlichen Infertilität besser verstehen und könnten in der Lage sein Behandlungsstrategien zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen