Siittiön muodostumisen mekanismeista saatiin uutta tietoa

Spermatogeneesi on kivesten siementiehyissä tapahtuva monimutkainen tapahtumasarja, jossa sukusolulinjan kantasolusta erilaistuu hedelmöityskykyinen siittiö. Somaattiset Sertolin solut ympäröivät erilaistuvia sukusoluja ja tarjoavat spermatogeneesin kannalta elintärkeän mekaanisen sekä ravinnollisen tuen. Vuorovaikutuksen perustan luovat solujenväliset liitokset.

Filosofian maisteri Hanna Korhonen selvitti väitöskirjatyössään DICER-proteiinin merkitystä siittiön muodostumisen ja miesten hedelmällisyyden säätelyssä käyttäen apuna hiirimallia. Korhonen osoitti, että Dicer1-geenin poisto miesten sukusoluissa niiden kehityksen aikaisessa vaiheessa sai aikaan vakavia spermatogeneesin vaurioita ja johti hedelmättömyyteen.

– Spermatogeneesi on erittäin monimutkainen tapahtumasarja, jossa sukusolun erilaistumisen vaiheet kantasolusta siittiösoluksi täytyy tapahtua juuri oikeaan aikaan. Spermatogeneesin aikana aktiivinen geenien ilmeneminen vaatii tarkkaa geenisäätelyä. DICER-endonukleaasi osallistuu geenisäätelyyn prosessoimalla pieniä säätely-RNA:ita, kuten miRNA:ita. Ilman toiminnallista DICER-proteiinia kiveksessä ei muodostunut juuri yhtään morfologialtaan normaalia ja hedelmöityskykyistä siittiösolua, Korhonen kertoo.

Siittiösolun erilaistuminen alkoi normaalisti, mutta ongelmia havaittiin meioosin jälkeisessä erilaistumisvaiheessa. Erityisesti kromatiinin pakkautuminen sekä siittiösolun pään muodostuminen olivat viallisia.

Kiveksen DICER-proteiinin rooli keskeinen

Tarkempi tutkimus osoitti, että DICER-proteiinilla on keskeinen rooli sukusolujen polarisaation säätelyssä sekä somaattisten Sertolin solujen ja sukusolujen välisten liitosten muodostuksessa.

Somaattiset Sertolin solut ovat niin sanottuja huolehtijasoluja, jotka tarjoavat ravinnollisen ja mekaanisen tuen siittiön kehitykselle. Sertolin solujen ja siittiösolujen vuorovaikutuksen perustan luovat niiden väliset soluliitokset. Sertolin solut ankkuroivat siittiösolut paikalleen, kunnes erilaistumisprosessi on saatu päätökseen. Solujen väliset liitokset ovat välttämättömiä myös solun polarisaatiolle.

– Tutkimuksissa havaittiin, että solujen väliset liitokset sekä tuman polarisoiminen olivat vialliset ilman toiminnallista DICER-proteiinia. Soluliitosten viallisuus johti epäkypsien siittiöiden vapautumiseen ennenaikaisesti, Korhonen sanoo.

Proteiinin ilmentymisen ja lokalisaation tarkka selvittäminen on ensiarvoisen tärkeää, jotta sen toimintaa voitaisiin ymmärtää paremmin.

– DICERin tiedetään ilmenevän kiveksessä, mutta sen tarkkaa lokalisaatiota erilaistuvissa sukusoluissa ei ole aikaisemmin näytetty. Tutkimuksissa havaitsimme, että DICERin määrä on suurimmillaan meioottisissa spermatosyyteissä, ja näissä soluissa DICER lokalisoituu sukusoluspesifisiin sytoplasmisiin RNA-säätelykeskuksiin. Kaiken kaikkiaan tämän tutkimuksen tulokset tarjoavat merkittävää tietoa siittiön muodostumisen mekanismeista sekä miesten hedelmättömyyteen liittyvistä tekijöistä, Hanna Korhonen sanoo.

Lähde: Turun yliopisto