Analysis of Ly6e, BC049715, Cyp11a1 i Hsd3b1 genes expression in the male gonads of multiple knockout mice.

Niepłodność stanowi poważny problem na całym świecie. Szacuje się, że problem ten dotyczy już 15% par w wieku rozrodczym i wciąż narasta. Istnieje wiele przyczyn tej choroby, w tym wpływ środowiska, stres, używki oraz czynniki genetyczne. W przypadku 40%-60% par to zaburzenia po stronie męskiej decydują o zaistniałym problemie ze spłodzeniem potomka. Niestety, w wielu wypadkach niemożliwe jest ustalenie dokładnej przyczyny niepłodności. Męska płodność zależy w dużej mierze od prawidłowego przebiegu procesu spermatogenezy, w wyniku której powstają męskie gamety – plemniki. Zaburzenia tego delikatnego procesu mogą prowadzić do obniżenia ilości plemników w ejakulacie oraz do obniżonych parametrów nasienia, a w skrajnych przypadkach nawet do całkowitego braku męskich gamet. Dlatego niezbędnym jest lepsze poznanie czynników genetycznych sterujących procesem spermatogenezy. Zastosowanie techniki nokautu genetycznego oraz mysich modeli badawczych pozwoliło poznać wiele genów odpowiedzialnych za męską płodność. Rozwinięciem tej metody jest technika wielokrotnego nokautu, gdzie wyłączeniu ulega naraz wiele genów, co pozwala na badanie synergicznego ich wpływu oraz mechanizmów kompensacji. Zastosowanie wielokrotnego nokautu pozwoliło naukowcom z Uniwersytetu Georga-Augusta w Getyndze na wyprowadzenie sześciu linii z rosnącą liczbą znokautowanych genów. Genami tymi były kolejno Acr, Tnp2, Hist1h1t, Theg, Creb314 oraz Tex22. Dopiero po wyłączeniu naraz wszystkich sześciu genów, zaobserwowano występowanie niepłodnych samców w tej linii. Porównanie transkryptomu płodnych samców z linii 1KO-5KO oraz niepłodnych z linii 6KO, wykazało w gonadzie męskiej zmianę ekspresji 55 genów. W niniejszej pracy analizie poddano cztery z tych genów: Bc04971, Hsd3b1, Cyp11a1 oraz Ly6e. Analiza poziomu ekspresji tych genów w poszczególnych liniach wykazała korelację pomiędzy liczbą nokautowanych genów a poziomem ekspresji badanego genu tylko w przypadku Bc04971. Gen ten może mieć wpływ na regulację spermatogenezy, jednak niezbędne są dalsze badania w celu ustalenia jego roli w organizmie.Infertility is a serious problem around the world. It is estimated that it affects around 15% of couples in reproductive age, and is still growing. There are many factors of this disease such as environmental influence, stress, drugs and alcohol or genetic mutations. In case of 40%-60% of couples it is a male factor that is causing problems with conceiving. Unfortunately in many cases it is not possible to determine the exact reason of infertility. Male fertility is heavily dependent on the correct process of spermatogenesis which is responsible for production of male gametes - sperm. Any disturbances in this delicate process can lead to a lower sperm count or quality or in extreme cases to complete absence of male gametes. Therefore it is crucial to expand our understanding of genetic factors orchestrating the process of spermatogenesis. Application of genetic knockout method and mouse research models have helped to identify many genes determining fertility. Multiple knockout is an expansion of this technique, which allows to turn off many genes simultaneously, which in turn allows to examine their synergic effect or compensation mechanisms. Application of multiple knockout has allowed the researchers from George-August University of Göttingen to obtain six mouse lines with one to six knocked out genes. The inactivated genes were: Acr, Tnp2, Hist1h1t, Theg, Creb314 and Tex22. Only after inactivating all six genes at once the appearance of infertile males was observed. Comparison of transcriptome of fertile males belonging to lines 1KO-5KO and infertile males belonging to line 6KO, revealed that 55 genes have changed their expression pattern in testis. In this study four of them were analyzed: Bc04971, Hsd3b1, Cyp11a1 and Ly6e. Among tested genes only Bc04971 has shown a strong correlation between growing number of ablated genes and the expression of tested gene. It is possible that Bc04971 may be involved in the control of spermatogenesis process, but further research is required