Untersuchung der Funktion von TEX15 bei der piRNA-vermittelten Inaktivierung von Retrotransposons
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Unfruchtbarkeit betrifft ca. 10-15% aller Paare. In rund einem Drittel der Fälle findet sich ein Grund auf Seiten des Mannes. Dabei stellt die Azoospermie die schwerste Form der männlichen Unfruchtbarkeit dar. Betroffene Männer haben die Möglichkeit sich einer Hodenbiopsie mit dem Ziel einer testikulären Spermienextraktion zu unterziehen. Die gewonnenen Spermien können dann für eine in-vitro-Fertilisation genutzt werden. Die Chancen befruchtungsfähige Spermien zu finden, können durch eine genetische Analyse vorhergesagt werden. Ein wichtiges Gen für die männliche Fertilität ist TEX15. Es ist Teil des piRNA-Signalwegs, der aus PIWI-Proteinen und kleinen nicht-codierenden PIWI-interagierenden RNAs (piRNAs) besteht. Dieser Signalweg stellt sicher, dass Retrotransposons, die Teil des Genoms von Säugetieren sind, unterdrückt werden. Dies ist besonders in den Keimzellen männlicher Feten wichtig, da diese eine genetische Reprogrammierung und Neumethylierung durchlaufen. Dadurch werden Retrotransposons reaktiviert. Der piRNA-Signalweg stellt die gezielte Methylierung und somit die Unterdrückung dieser Retrotransposons sicher. TEX15 ist dabei in die transkriptionale Inaktivierung dieser Bereiche involviert. Genetische Analysen von unfruchtbaren Männern detektieren häufig Varianten in TEX15, die schwierig zu interpretieren sein können. In vielen Fällen bleibt es offen, ob diese Varianten die Ursache der Unfruchtbarkeit sind. Mit Hilfe eines Reporter-Assays haben wir diese Varianten untersucht und analysiert, ob sie die Fähigkeit von TEX15 einschränken, Retrotransposons zu unterdrücken. Unseren Daten zufolge haben die Varianten c.2709_2711del p.(Glu903del) und c.3319G>C p.(Ala1107Pro) keinen Einfluss auf die Proteinfunktion. Unabhängig davon haben wir nach weiteren Genen gesucht, die in den piRNA-Signalweg involviert und mit Azoospermie assoziiert sind. MIWI2, welches zentraler Bestandteil des piRNA- Signalwegs ist, ist mit HSP90AA1 assoziiert. Passenderweise haben wir die homozygote missense-Variante c.971G>A p.(Arg324Lys) in HSP90AA1 in einem azoospermen Mann gefunden. Daher haben wir sowohl eine Mauslinie mit einem funktionslosen HSP90AA1-Gen als auch eine Mauslinie mit einem HSP90AA1-Gen, welches die o.g. Variante enthält, erschaffen. Männliche Mäuse ohne HSP90AA1 sind unfruchtbar aufgrund eines Meiosearrests auf der Leptoten-Stufe. Jedoch ist HSP90AA1 nicht für die Methylierung der Retrotransposons erforderlich, wie wir mittels RNA-Sequenzierung und enzymatischer Methylierungssequenzierung zeigen. Die Funktion von HSP90AA1 im piRNA-Signalweg ist wahrscheinlich redundant mit der Funktion des äußerst ähnlichen HSP90AB1. Unsere Experimente heben HSP90AA1 als neues Kandidatengen für Azoospermie bei Männern hervor. Derzeit untersuchen wir die Mauslinie mit der Variante, welche in dem azoospermen Mann gefunden wurde. Dadurch werden wir voraussichtlich bald die erste (wahrscheinlich) pathogene Variante in HSP90AA1 bei Menschen publizieren können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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The Human Phenotype Ontology in 2024: phenotypes around the world. Nucleic Acids Research, 52(D1), D1333-D1346.
Gargano, Michael A.; Matentzoglu, Nicolas; Coleman, Ben; Addo-Lartey, Eunice B.; Anagnostopoulos, Anna V.; Anderton, Joel; Avillach, Paul; Bagley, Anita M.; Bakštein, Eduard; Balhoff, James P.; Baynam, Gareth; Bello, Susan M.; Berk, Michael; Bertram, Holli; Bishop, Somer; Blau, Hannah; Bodenstein, David F.; Botas, Pablo; Boztug, Kaan ... & Robinson, Peter N.
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Reproductive genetics and health. Medizinische Genetik, 36(3), 179-188.
Wyrwoll, Margot J. & Steingröver, Johanna
