Mekanisme baru yang mendasari infertilitas pria – ScienceDaily

Mekanisme baru yang mendasari infertilitas pria – ScienceDaily


Salah satu komponen penting dari setiap sel eukariotik adalah sitoskeleton. Mikrotubulus, tabung kecil yang terdiri dari protein yang disebut tubulin, adalah bagian dari kerangka sel ini. Silia dan flagela, yang merupakan struktur mirip antena yang menonjol dari sebagian besar sel di tubuh kita, mengandung banyak mikrotubulus. Contoh flagel adalah ekor sperma, yang penting untuk kesuburan pria dan dengan demikian untuk reproduksi seksual. Flagel harus berdetak dengan sangat tepat dan terkoordinasi untuk memungkinkan sperma berenang secara progresif. Kegagalan untuk melakukannya dapat menyebabkan infertilitas pria. Para peneliti di Institut Curie di Paris, Institut Max Planck dari Biologi dan Genetika Sel Molekuler (MPI-CBG) di Dresden, pusat studi dan penelitian Eropa tingkat lanjut (caesar) di Bonn bersama dengan Universitas Bonn, Institut Cochin di Paris dan Human Technopole di Milan sekarang menunjukkan bahwa satu modifikasi enzimatik khusus dari protein tubulin, yang disebut glycylation, sangat penting untuk menjaga sperma berenang dalam garis lurus. Temuan ini menyiratkan bahwa gangguan modifikasi ini dapat mendasari beberapa bentuk infertilitas pria pada manusia.

Sel-sel dalam tubuh kita menggunakan perpustakaan DNA kita untuk mengekstrak cetak biru yang berisi instruksi untuk membangun struktur dan mesin molekuler yang disebut protein. Tetapi ceritanya tidak berakhir di sini: protein dapat dimodifikasi oleh protein lain, yang disebut enzim. Modifikasi semacam itu terjadi telah diketahui sejak lama, namun, yang mengejutkan, fungsinya dalam banyak kasus tidak diketahui. Contoh bagus dari kurangnya pengetahuan mendalam kami adalah peran modifikasi tubulin, protein yang membentuk mikrotubulus. Ini adalah filamen panjang yang digunakan untuk membuat perancah dalam sel. Meskipun mikrotubulus sangat mirip di semua sel organisme kita, mikrotubulus memenuhi berbagai fungsi. Salah satu fungsi mikrotubulus yang paling khusus ditemukan di ekor sperma atau flagel. Flagela sperma sangat penting untuk kesuburan pria dan dengan demikian untuk reproduksi seksual. Mereka harus berdenyut dengan sangat tepat dan terkoordinasi untuk memungkinkan spermatozoid berenang secara progresif, dan kegagalan melakukannya dapat menyebabkan infertilitas pria. Untuk menjaga sperma berenang dalam garis lurus, modifikasi protein tubulin oleh enzim sangat penting. Satu modifikasi disebut glycylation, dan sejauh ini merupakan modifikasi tubulin yang paling sedikit dieksplorasi.

Para ilmuwan di Institut Curie di Paris, Institut Max Planck dari Biologi dan Genetika Sel Molekuler (MPI-CBG) di Dresden dan pusat studi dan penelitian Eropa tingkat lanjut (caesar) di Bonn bersama dengan Universitas Bonn, Institut Cochin di Paris, dan Technopole Manusia di Milan mengamati lebih dekat glycylation. Mereka menemukan bahwa dengan tidak adanya modifikasi tubulin ini, cara memukul flagela terganggu, menghasilkan sperma yang kebanyakan berenang berputar-putar. Penulis pertama studi tersebut, Sudarshan Gadadhar dari Institut Curie menjelaskan: “Inti dari flagel sperma terdiri dari mikrotubulus, bersama dengan puluhan ribu motor molekuler kecil, yang disebut dyneins, yang memungkinkan untuk menekuk mikrotubulus ini secara ritmis menjadi menghasilkan gelombang untuk gerakan dan kemudi. Aktivitas protein motorik dynein ini harus terkoordinasi dengan erat. Jika tidak ada glikilasi, mereka menjadi tidak terkoordinasi, dan sebagai hasilnya, kami tiba-tiba melihat sperma berenang berputar-putar. “

Untuk mengetahuinya, penulis penelitian telah membuat garis tikus yang tidak memiliki cetak biru genetik untuk enzim yang mengglycylate mikrotubulus. “Kami mengamati cacat fungsional pada sperma dari tikus yang kekurangan glikilasi, yang mengakibatkan penurunan kesuburan. Karena tikus sebagai sistem model diketahui memiliki kesuburan yang kuat, cacat serupa pada manusia, dapat menyebabkan kemandulan pria,” kata Carsten Janke, CNRS Peneliti dari Pusat Nasional untuk Penelitian Ilmiah Perancis di Institut Curie dan salah satu koordinator penelitian untuk mengetahui mengapa kurangnya glikilasi menyebabkan gangguan motilitas sperma dan subfertilitas pria, tim menggunakan mikroskop cryo-elektron untuk memvisualisasikan struktur molekul. dari flagel dan motor molekulernya. Analisis flagela sperma mutan mengungkapkan bahwa flagela dibuat dengan benar, tetapi mutasi tersebut mengganggu aktivitas terkoordinasi dari dynein aksonemal – motor yang menggerakkan pemukulan flagel. Ini menjelaskan mengapa renang sel sperma terganggu.

Mengapa penemuan ini begitu penting? Penulis koordinator lainnya, Gaia Pigino dari MPI-CBG and the Human Technopole, dan Luis Alvarez dari institut caesar, menyimpulkan: “Studi ini, yang menunjukkan betapa pentingnya glikilasi untuk mengontrol motor dynein flagel, adalah contoh bagaimana modifikasi mikrotubulus secara langsung mempengaruhi fungsi protein lain dalam sel. Temuan kami memberikan bukti langsung bahwa mikrotubulus memiliki peran aktif dalam mengatur proses biologis fundamental melalui kode modifikasi tubulin. Lebih lanjut, penelitian ini menunjuk pada mekanisme baru yang mendasari infertilitas pria. Karena flagela sperma adalah salah satu dari banyak jenis silia di tubuh kita, kami mengharapkan modifikasi tubulin serupa menjadi penting dalam berbagai fungsi terkait silia. Oleh karena itu, pekerjaan kami membuka pintu untuk pemahaman yang lebih dalam tentang berbagai penyakit, seperti gangguan perkembangan, kanker, penyakit ginjal, atau gangguan pernapasan dan penglihatan. “

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Max Planck Society. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen